Kolikšen je volumen 100 molov živega srebra? Dva načina za rešitev problema

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Tipična naloga v fiziki je izračunavanje prostornine različnih snovi pod določenimi zunanjimi pogoji. Ena od teh snovi je živo srebro - kovina z edinstvenimi fizikalnimi lastnostmi. V tem članku bomo obravnavali načine za reševanje naslednje naloge v fiziki: kolikšen volumen zaseda 100 molov živega srebra?

Kaj je živo srebro?

To je kemični element pod 80. številko v periodnem sistemu. Njegov sosed na levi je zlata. Živo srebro je označeno s simbolom Hg (hydrargyrum). Latinsko ime lahko prevedemo kot "tekoče srebro". Dejansko pri sobni temperaturi element obstaja kot tekočina, ki ima srebrno barvo.

Zadevni element je edina tekoča kovina. To dejstvo je posledica edinstvene elektronske strukture njegovih atomov. Zaradi polno napolnjenih elektronskih lupin je izjemno stabilen. V tem pogledu je živo srebro podobno inertnim plinom. Stabilnost atomavodi v težave pri ločevanju elektrona od njega. Slednje pomeni, da med atomi Hg ni kovinske vezi, medsebojno delujejo le zaradi šibkih van der Waalsovih sil.

Merkur se že topi pri -39 ^oC. Nastala tekočina je zelo težka. Njegova gostota je 13.546 kg/m^{3, kar je 13,5-krat več kot destilirana voda. Ta vrednost gostote je posledica velike vrednosti atomske mase elementa, ki je 200,59 a.m.u.}

Nadaljnje v članku bomo odgovorili na vprašanje, koliko prostornine zaseda 100 molov živega srebra. Ta problem je mogoče rešiti na dva različna načina.

Rešitev problema na prvi način

Za odgovor na vprašanje: "Kolikšen je volumen 100 molov živega srebra?", se je treba obrniti na ustrezne eksperimentalne podatke. Gre za molarni volumen. Takšne podatke lahko najdete v referenčni literaturi. Torej, v eni od tabel ugotovimo, da je pri 293 K (20 ^oC) molska prostornina zadevne tekoče kovine 14,81 cm³ /mol. Z drugimi besedami, 1 mol Hg atomov zaseda prostornino 14,81 cm^{3. Za odgovor na vprašanje problema je dovolj, da to število pomnožite s 100.}

Tako dobimo odgovor: prostornina 100 molov živega srebra je enaka 1481 cm3, kar praktično ustreza 1,5 litra.

Upoštevajte, da smo uporabili vrednost molarne prostornine za 20 oC. Vendar se prejeti odgovor ne bo veliko spremenil, če se živo srebro šteje pod katero koli drugotemperatura, ker je njen koeficient toplotnega raztezanja zelo majhen.

Druga rešitev

Odgovorite na vprašanje, koliko prostornine zavzame 100 molov živega srebra z drugačnim pristopom kot prejšnji. Za to moramo uporabiti podatke o gostoti in molski masi zadevne kovine.

Začetna formula za rešitev problema bo naslednji izraz:

ρ=m/V.

Kje lahko izrazim vrednost V:

V=m/ρ.

Masa n=100 molov snovi je definirana na naslednji način:

m=nM.

Kjer je M masa enega mola živega srebra. Nato bo delovna formula za določanje prostornine zapisana na naslednji način:

V=nM/ρ.

Vrednost molske mase, ki smo jo navedli že zgoraj, številčno je enaka atomski masi, izražena le v gramih na mol (M=200, 59 g/mol). Gostota živega srebra je 13,546 kg/m³ ali 13,546 g/cm^{3. Te vrednosti nadomestimo v formulo, dobimo:}

V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.

Kot vidite, smo dobili popolnoma enak rezultat kot pri prejšnjem načinu reševanja problema.