그레이엄의 확산 법칙. 탄화수소 3.50분, 염소기체 7.34분

그레이엄의 확산 법칙. 탄화수소 3.50분, 염소기체 7.34분

 

 

탄화수소로만 이루어진 인화성기체가 다공성 벽을 통하여 분출하는데 3.50분 걸린다. 같은 온도, 같은 압력 조건에서 같은 부피의 염소기체는 같은 벽을 통과하는데 7.34분 걸린다.

1) 탄화수소로만 이루어진 이 기체의 몰질량을 계산하고 이 기체의 분자식을 제안하시오.

2) 수소를 기준한 이 기체의 밀도는 얼마인가?

 

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1)

탄화수소로만 이루어진 이 기체의 몰질량 = M_x

 

 

그레이엄의 확산 법칙

V_Cl2 / V_x = sqrt(M_x / M_Cl2)

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/3478 )

 

 

V = S / t 이므로,

t_Cl2 / t_x = sqrt(M_Cl2 / M_x)

7.34 / 3.50 = (70.91 / M_x)^(1/2)

70.91 / M_x = (7.34 / 3.50)^2

M_x = 70.91 / (7.34 / 3.50)^2 = 16.12

---> C의 몰질량이 12 g/mol 이므로,

가능한 탄화수소는 CH4뿐.

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4750 )

 

 

1)번 답: 몰질량 = 16.12, 분자식 CH4

 

 

 

2)

M = d × 22.414

( 식 설명 https://ywpop.tistory.com/2933 )

 

 

d = M / 22.414

 

 

몰질량이 2 g/mol인 수소 기체의 경우,

d = (2 g/mol) / (22.414 L/mol)

= 0.08923 g/L

 

 

몰질량이 16 g/mol인 CH4의 경우,

d = 16 / 22.414

= 0.71384 g/L

 

 

수소의 밀도를 1이라 기준하면, CH4의 밀도는

0.71384 / 0.08923 = 8

 

 

2)번 답: 8