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Propriétés physiques du dioxyde de carbone. Dioxyde de carbone: composition et masse molaire |
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Calculatrice de masse molaireTaupeToutes les substances sont constituées d'atomes et de molécules. En chimie, il est important de mesurer avec précision la masse de substances entrant dans la réaction et en résultant de celui-ci. Par définition, la mole est la quantité de substance contenant le même Éléments structurels (Atomes, molécules, ions, électrons et autres particules ou autres groupes), combien de particules ou autres groupes), combien de particules contiennent des atomes dans 12 grammes d'isotope de carbone avec du poids atomique relatif 12. Ce nombre est appelé constant ou nombre d'avogadro et égal à 6 02214129 (27) × 10² ³ mol⁻⁻. Nombre d'avogadro N A \u003d 6.02214129 (27) × 10²³ mol⁻⁻ En d'autres termes, Mol est la quantité d'une substance égale à la masse de la somme des masses atomiques d'atomes et les molécules de substance multipliées par l'avogadro. L'unité de la quantité de substance mole est l'une des sept principales unités du système SI et est indiquée par Mol. Depuis le nom de l'unité et son symbole Il convient de noter que la désignation conditionnelle n'est pas inclinée, contrairement au nom de l'unité, qui peut être inclinée par les règles habituelles de la langue russe. Par définition, une mole de carbone pur-12 est exactement 12 g. Masse molaireMasse molaire - propriété physique Substances définies comme le rapport de la masse de cette substance à la quantité de substance dans les moles. Parlant autrement, c'est la masse d'une matière de prière. Dans le système système de la masse molaire est le kilogramme / mol (kg / mol). Cependant, les chimistes sont habitués à profiter d'une unité plus pratique de g / mol. molaire masse \u003d g / mol Masse molaire d'éléments et de connexionsComposés - substances constituées de divers atomes qui sont chimiquement liés à l'autre. Par exemple, les substances suivantes qui peuvent être trouvées dans la cuisine de toutes les hôtesse sont des composés chimiques:
La masse molaire d'éléments chimiques dans les grammes sur la mole coïncide numériquement avec la masse des atomes de l'élément, exprimée en unités atomiques de masse (ou Dalton). La masse molaire des composés est égale à la somme des masses molaires des éléments, dont le composé est constitué en tenant compte du nombre d'atomes dans le composé. Par exemple, la masse molaire d'eau (H₂O) est approximativement égale à 2 x 2 + 16 \u003d 18 g / mol. Masse moléculaireLe poids moléculaire (l'ancien nom est le poids moléculaire) est la masse de la molécule, calculée comme la somme des masses de chaque atome, qui fait partie de la molécule multipliée par le nombre d'atomes de cette molécule. Le poids moléculaire est adimensionnelle La quantité physique est numériquement égale à la masse molaire. C'est-à-dire que le poids moléculaire diffère de la dimension de masse molaire. Malgré le fait que le poids moléculaire est une valeur sans dimension, il a toujours une valeur appelée unité atomique de masse (A.E.M.) ou Dalton (oui) et une masse approximativement égale d'un proton ou de neutron. L'unité atomique de masse est également numériquement égale à 1 g / mol. Calcul de la masse molaireLa masse molaire est calculée de sorte:
Substance S. formule chimique CO2 et poids moléculaire de 44,011 g / mol, qui peut exister en quatre états de phase - gazeux, liquide, solide et supercritique. Condition gazeuse CO2 est couramment utilisée par "dioxyde de carbone". Pour pression atmosphérique Est-ce un gaz incolore sans couleur et odeur, à une température de +20? Avec une densité de 1 839 kg / m? (1.52 fois plus lourd que l'air) est bien soluble dans de l'eau (0,88 volume dans 1 volume d'eau), en interaction partielle de celui-ci avec la formation d'acide coalique. Cela fait partie de l'atmosphère en moyenne 0,035% en volume. Avec un refroidissement tranchant due à l'extension (détection) de CO2, il est capable de déménager immédiatement dans un état dur, en contournant la phase liquide. Le dioxyde de carbone gazeux était auparavant stocké dans des golders de gaz fixes. Actuellement, cette méthode de stockage n'est pas appliquée; Le dioxyde de carbone dans la quantité requise est obtenu directement en place - par évaporation du dioxyde de carbone liquide dans le gazéificateur. Ensuite, le gaz peut facilement être tiré par n'importe quel pipeline de gaz sous pression 2-6 atmosphères. L'état liquide de CO2 est le nom technique "dioxyde de carbone liquide" ou simplement "dioxyde de carbone". C'est une odeur de liquide incolore densité moyenne 771 kg / m3, qui n'existe que sous pression 3 482 ... 519 kPa à une température de 0 ... -56,5 degrés ("dioxyde de carbone à basse température"), ou sous pression 3 482 ... 7 383 kPa à un Température de 0 ... + 31.0 Hail («Dioxyde de carbone haute pression")). Le dioxyde de carbone haute pression obtient le plus souvent par compression gaz carbonique Avant la pression de condensation, en refroidissant avec de l'eau. Le dioxyde de carbone à basse température, qui est la principale forme de dioxyde de carbone pour la consommation industrielle, est le plus souvent obtenu le long d'un cycle de haute pression par refroidissement à trois étapes et étranglement dans des installations spéciales. Avec une faible et moyenne consommation de dioxyde de carbone (haute pression), nous utilisons une variété de cylindres en acier pour le stockage et le transport (de la canopée des siphones ménagers aux capacités d'une capacité de 55 litres). Le plus courant est un cylindre de 40 l avec une pression de fonctionnement de 15 000 kPa, accueillant 24 kg de dioxyde de carbone. Pour les cylindres en acier, aucun soin supplémentaire n'est requis, le dioxyde de carbone est préservé sans perte pendant une longue période. Les cylindres de dioxyde de carbone haute pression sont peints en noir. Avec une consommation importante, pour le stockage et le transport de dioxyde de carbone liquide à basse température, utilisez des réservoirs isothermes de la capacité la plus diversifiée, équipée de service installations réfrigérées. Il existe des réservoirs verticaux et horizontaux accumulés et horizontaux d'une capacité de 3 à 250 tonnes, transportés par des réservoirs d'une capacité de 3 à 18 tonnes. Les réservoirs verticaux Versa nécessitent la construction de la base et sont principalement utilisées dans des conditions. espace limité pour accueillir. L'utilisation de réservoirs horizontaux réduit les coûts des fondations, en particulier s'il existe une trame courante avec une station de dioxyde de carbone. Les réservoirs sont constitués d'un récipient soudé intérieur en acier à basse température et ayant une mousse de polyuréthane ou une isolation thermique sous vide; Boîtier extérieur en plastique, galvanisé ou d'acier inoxydable; Pipelines, raccords et dispositifs de contrôle. I. interne I. surfaces extérieures Le navire soudé est soumis traitement spécialCeci est réduit à la probabilité de corrosion de surface métallique. Dans des modèles importés coûteux, le boîtier hermétique extérieur est en aluminium. Utiliser des réservoirs fournit du ravitaillement et de la vidange de dioxyde de carbone liquide; stockage et transport sans perte de produit; contrôle visuel Masse et pression de travail Lors du remplissage, dans le processus de stockage et de délivrance. Tous les types de réservoirs sont équipés d'un système de sécurité multi-niveaux. Les vannes de sécurité vous permettent de vérifier et de réparer sans arrêter et vider le réservoir. Avec une réduction instantanée de la pression sur l'atmosphère, se produisant pendant l'injection dans une chambre de dilatation spéciale (étranglage), le dioxyde de carbone est converti instantanément au gaz et la masse de la fine de forme de neige, qui est pressée et obtenu du dioxyde de carbone dans un état solide, qui porte un nom commun "Lode sec". À la pression atmosphérique est une masse vitreuse blanche d'une densité de 1 562 kg / m ?, avec une température de -78,5? C, qui sur plein air Sublimé - évapore progressivement, contourner l'état liquide. La glace sec peut également être obtenue directement sur des installations haute pression utilisées pour obtenir du dioxyde de carbone à basse température, des mélanges de gaz contenant du CO2 en une quantité d'au moins 75 à 80%. La capacité de refroidissement complète de la glace sec est presque 3 fois plus que dans la glace à eau et mesure 573,6 kj / kg. Certains dioxyde de carbone sont généralement libérés dans des briquettes de 200? 100? 20-70 mm, dans des granules d'un diamètre de 3, 6, 10, 12 et 16 mm, rarement comme la poudre la plus fine (neige sèche »). Les briques, les granulés et la neige ne sont pas plus de 1 à 2 jours dans des installations de stockage fixes fixées, cassées en petits compartiments; Transport dans des conteneurs isothermes spéciaux avec soupape de sécurité. Les conteneurs de différents fabricants sont utilisés d'une capacité de 40 à 300 kg et plus. Les pertes de sublimation sont, en fonction de la température ambiante de 4 à 6% ou plus par jour. Avec une pression de plus de 7,39 kPa et une température de plus de 31,6 degrés, le dioxyde de carbone est dans l'état dûment supercritique, dans lequel sa densité est comme un liquide, et la tension de la viscosité et de la surface est comme du gaz. Cette substance physique inhabituelle (fluide) est un excellent solvant non polaire. Le CO2 supercritique est capable d'extraire complètement ou de manière sélective tous les composants non polaires avec un poids moléculaire inférieur à 2 000 daltons: composés de terpène, cires, pigments, acides gras saturés à haute moléculaire et insaturé, alcaloïdes, vitamines et phytostérols gras et phytostérols. Les substances insolubles pour le CO2 supercritique sont la cellulose, l'amidon, les polymères organiques et inorganiques avec du poids moléculaire élevé, du sucre, des substances glycosidiques, des protéines, des métaux et des sels de nombreux métaux. Possédant des propriétés similaires, le dioxyde de carbone supercritique est de plus en plus utilisé dans l'extraction, la fractionnement et l'imprégnation des substances organiques et inorganiques. C'est aussi un organe de travail prometteur pour les machines thermiques modernes.
Technique de sécurité Selon le degré d'impact sur le corps humain, le gaz de dioxyde de carbone appartient à la 4e année de danger selon GOST 12.1.007-76 " Substances dangereuses. Classification I. exigences générales Sécurité. Concentration maximale admissible dans l'air zone de travail Non établi, lors de l'évaluation de cette concentration, il est nécessaire de se concentrer sur les normes pour les mines de charbon et d'ozokerite, établies à moins de 0,5%. Lors de l'application de la glace sèche, lorsque vous utilisez des vaisseaux avec du dioxyde de carbone à basse température liquide, assurez-vous de respecter les mesures de sécurité, empêchant ainsi les engelures des mains et d'autres parties de l'employé. Définition Oxyde de carbone (IV) (dioxyde de carbone) Dans des conditions normales est un gaz incolore, plus lourd que l'air, thermiquement stable, et lorsqu'il est comprimé et refroidissant, il est facilement traduit en liquide et solide ("glace sèche") de l'état. La structure de la molécule est illustrée à la Fig. 1. Densité - 1,997 g / l. Il est mal soluble dans l'eau, réagissant partiellement avec elle. Affiche les propriétés acides. Restaure les métaux actifs, l'hydrogène et le carbone. Figure. 1. La structure de la molécule de dioxyde de carbone. Dioxyde de carbone brut de formule - CO 2. Comme on le sait, le poids moléculaire de la molécule est égal à la somme des masses atomiques relatifs des atomes faisant partie de la molécule (les valeurs des masses atomiques relatives prélevées à partir du tableau périodique DI MENDELEEV, arrondi aux entiers) . M. (CO 2) \u003d AR (c) + 2 × AR (O); M. (CO 2) \u003d 12 + 2 × 16 \u003d 12 + 32 \u003d 44. Définition Masse molaire (m) - Ceci est une masse de 1 mole de substance. Facile de montrer que valeurs numériques La masse molaire m et le poids moléculaire relatif m r est égale, mais la première valeur comporte des dimensions [M] \u003d g / mol, et la seconde est sans dimension: M \u003d n A × m (1 molécules) \u003d N A × m × 1 ae.m. \u003d (N a × 1 ae.m.) × m r \u003d × m r. Cela signifie que la masse molaire de dioxyde de carbone est de 44 g / mol. La masse molaire de la substance dans l'état gazeux peut être déterminée à l'aide du concept de son volume molaire. Pour cela, le volume occupé dans des conditions normales par une certaine masse de cette substance, puis calculer la masse de 22,4 litres de cette substance dans les mêmes conditions. Pour atteindre cet objectif (calcul de la masse molaire), l'équation de l'état du gaz idéal (équation de Mendeleev-Klapairone) est possible: où p est la pression de gaz (PA), V - le volume de gaz (m 3), M - masse de la substance (g), masse molaire de la substance (g / mol), température absolue (k ), R - constante de gaz universelle égale à 8 314 j / (mol × k). Exemples de résolution de problèmesExemple 1.
Exemple 2.
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