سوال امتحانی شیمی دهم دبیرستان رهنما تهران – فرمول کنکوری بسیار مهم گازها

آموزش خصوصی شیمی دهم با بهترین استاد شیمی کنکور تهران

 

سوال امتحانی شیمی دهم مدرسه دخترانه رهنما تهران

در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد و فشار Torr 120 دانسیته جرمی بخار فسفر برابر با ۰٫۶۳۸۸ کیلوگرم بر متر مکعب می باشد. فرمول مولکولی فسفر در این شرایط چیست؟ (R = 62.3637 L.Torr/K.mol) و (M_P =31 g/mol)

 

پاسخ:

دانش آموزان عزیزم این سوال بسیار زیبا که در امتحان شیمی دهم دبیرستان دخترانه رهنما تهران داده شده بود با یک فرمول ترکیبی قابل حل است. این فرمول، ترکیبی از فرمول گازهای ایده آل و فرمول چگالی می باشد. در زیر این فرمول کنکوری بسیار مهم را می بینید:

P.M = ρ.R.T

 

نماد P نشان دهنده فشار است که می تواند بر اساس واحدهای مختلفی مثل atm، bar، Pa، mmHg و یا Torr داده شود. که در این مسئله بر حسب تور داده شده است. (نکته: اما یادتان باشد که اگر نیاز باشد باید تبدیل واحد صورت بگیرد. پس لذا حتما باید به واحد بقیه کمیت ها توجه کنید).

 

نماد M نشان دهنده جرم مولی است که بر حسب گرم بر مول (g/mol) به دست می آید.

 

نماد R نشان دهنده ثابت مولی گازها می باشد. دانش آموزان عزیز توجه کنید که ثابت مولی گازها بر اساس واحدها تغییر می کند، پس سریعا عدد ۸٫۳۱۴ را در فرمول قرار ندهید. مثلا در اینجا چون فشار را بر حسب تور داده، مقدار ثابت مولی گازها هم برابر با R = 62.3637 L.Torr/K.mol می باشد.

 

نماد ρ نشان دهنده چگالی جرمی می باشد که در این مسئله با توجه به واحد ثابت مولی گازها، واحد آن باید گرم بر لیتر (g/L) باشد. حال آنکه در صورت مسئله چگالی را بر حسب ۰٫۶۳۸۸ کیلوگرم بر متر مکعب داده است. ولی چون ۱ کیلوگرم بر متر مکعب برابر با ۱ گرم بر لیتر می باشد، پس چگالی در این مسئله برابر با ۰٫۶۳۸۸ گرم بر لیتر می باشد.

 

نماد T هم نشان دهنده دما است که باز با توجه به واحد ثابت مولی گازها، واحد آن بایستی بر حسب کلوین باشد. و چون در این سوال دما را ۱۰۰ درجه سانتی گراد داده است، بایستی ابتدا دما را به کلوین تبدیل کنیم:

T = θ + ۲۷۳ = ۱۰۰ + ۲۷۳ = ۳۷۳ K

 

حالا مقادیر را در فرمول کنکوری قرار می دهیم:

PM = ρRT

⇓

۱۲۰ ÷ (۰٫۶۳۸۸×۶۲٫۳۶۳۷×۳۷۳) = M

⇓

M = 124 g/mol

 

حالا تعداد اتم ها به ازای هر مولکول به دست می آوریم. چون جرم اتمی فسفر برابر با ۳۱ گرم بر مول می باشد، بنابراین:

۴ = ۳۱ ÷ ۱۲۴

 

پس هر مولکول فسفر از ۴ اتم تشکیل شده است یعنی فرمول مولکولی آن P₄ می باشد.

 

دکتر مهدی نباتی

 

 

 

تدریس خصوصی و گروهی شیمی دهم و یازدهم و دوازدهم در تهران