Zur Beschreibung gasförmiger Stoffportionen dienen ihr Volumen und ihre Masse, wobei das Gasvolumen meist leichter zu bestimmen ist. Da die Teilchenzahl zum Volumen und zur Stoffmenge direkt proportional ist %%(N \sim V \sim n)%% gilt: %%\frac{V}{n}=konstant%%. Dieser Proportionalitätsfaktor wird als molares Volumen bezeichnet.

%%V_m=\frac{V(X)}{n(X)}\; \Leftrightarrow \; V(X)=V_m\cdot n(X)\; \Leftrightarrow \; n(X)=\frac {V(X)}{V_m}\;%% Gleichungen (12), (13), (14)

%%V_m%%: molares Volumen %%\left[\frac{l}{mol}\right]%%

%%V%%: Volumen einer Stoffportion %%[l]%%

%%n%%: Stoffmenge %%[mol]%%

Da das Volumen druck- und temperaturabhängig ist, wurden ein Normal- und Standardzustand festgelegt.

%%\;%%

Normaldruck %%p_n=1013\;hPa \approx 1\; atm%%

Normaltemperatur %%T_n=273\;K=0°C%%

Der Wert des molaren Volumens beträgt für alle Gase im Normalzustand %%22,4\;\frac{l}{mol}%%.

%%\;%%

Standarddruck %%p_n=1013\;hPa \approx 1\;atm%%

Standardtemperatur %%T=298\;K=25°C%%

Der Wert des molaren Volumens beträgt für alle Gase unter Standardbedingungen %%24,4\;\frac{l}{mol}%%.

Aufgabe:

Welches Volumen nehmen im Normalzustand %%44\;g%% Sauerstoff ein?

geg.: %%m(O_2)=44\;g%%

ges.: %%V(O_2)%%

gemäß Gleichung (14): %%n(O_2)=\frac{V(O_2)}{V_m(O_2)}%%

gemäß Gleichung (10): %%n(O_2)=\frac{m(O_2)}{M(O_2)}=\frac{44\;g}{32\;\frac{g}{mol}}=1,375\; mol%%

%%\Rightarrow V(O_2)=22,4\;\frac{l}{mol}\cdot 1,375\;mol=30,8\;l%%

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