Spørsmål om gasser

[Boomerang]

Hvordan vet jeg om CO2 er lettere enn luft? Er det bare å se på molekylmassen? Nitrogenmolekylene (som utgjør mesteparten av luftgassene) har en molekylmasse på 28u. CO2 har en molekylmasse på 44u. Skulle tro det vil synke...

 

De fleste giftige gasser synker. Er dette fordi de består av store molekyler? Finnes det unntak?

[ZealD]

Hvordan vet jeg om CO2 er lettere enn luft? Er det bare å se på molekylmassen? Nitrogenmolekylene (som utgjør mesteparten av luftgassene) har en molekylmasse på 28u. CO2 har en molekylmasse på 44u. Skulle tro det vil synke...

 

De fleste giftige gasser synker. Er dette fordi de består av store molekyler? Finnes det unntak?

 

spør en kjemiker

[Boomerang]

Tenkte kanskje det var noen her.

[LightSabre]

CO2 er tyngre enn luft, de fleste andre gasser er også det.

[Boomerang]

CO2 er tyngre enn luft, de fleste andre gasser er også det.

 

Så hvorfor er det CO2-lag der oppe da?

 

Og hvorfor synker de fleste giftige gasser?

Endret 1. februar 2008 av Boomerang

[GeO]

Jeg skrev et svar på spørsmålet om tyngden av gasser i Snedig-tråden også, men nå har du kanskje allerede fått svar på akkurat dette. Jaja, kan sitere uansett.

 

Og hvordan vet jeg om CO2 er lettere enn luft? Er det bare å se på molekylmassen?

 

De fleste giftige gasser synker. Er dette fordi de består av store molekyler? Finnes det unntak?

Dette kan du bedømme ved å se på molekylmassen, ja. Luften består hovedsakelig av nitrogen (M = 28) og oksygen (M = 32), så hvis et gassmolekyl er noe særlig tyngre enn disse, vil gassen synke. CO₂ har en masse på 44, og synker. Fyll karbondioksid i en ballong, og du vil merke at den er "tung".

Ellers har Wikipedia fantastisk mye bra å by på. Følgende fra norsk artikkel om turbopausen:

 

Turbopausen markerer grensen i jordatmosfæren der turbulens slutter å dominere. Området under turbopausen er kjent som homosfæren, der kjemiske stoff og gasser er godt utblandet, og har mer eller mindre samme fordeling i høyden. Altså er den kjemiske sammensetningen til atmosfæren konstant under turbopausen. Området over turbopausen kalles heterosfæren, der molekylær diffusjon dominerer. Her vil den kjemiske sammensetninger til atmosfæren endrer seg med høyden.

Turbulens er altså årsaken til at gassene i luften foreligger i blanding - de mikses hele tiden sammen av vind og bevegelser i luften. Over turbopausen vil gassene skille seg mer slik du ser for deg, med de tunge gassene nederst og de lette øverst (evt. innerst og ytterst, hhv.).

[LarsP]

Hvordan vet jeg om CO2 er lettere enn luft.

De fleste giftige gasser synker. Er dette fordi de består av store molekyler? Finnes det unntak?

Man ser på tettheten. Gjennomsnitt ved havoverflaten;

 

"Luft" (78% nitrogen, 21% oksygen + spor av andre gasser som helium, argon og CO₂) - 1.2 g/L

Karbondioksid - 1.98 g/L

 

Grunnen til at de aller fleste giftige gasser synker er at atmosfæren består i stor grad av nitrogengass som er en meget lett (1.25 g/L) gass (sammenlignet med f.eks CL₂ - 3.2 g/L, eller CCl₂O (Phosgene) - 4,25 g/L).

 

Det skal dog nevnes at alle gasser er skadelige såfremt man inhalerer nok av det. Overskudd av nitrogengass kan f.eks fremkalle kvelning grunnet underskudd av oksygen.

[Boomerang]

Hvordan bestemmer man likevektskonstanten når et fast stoff reagerer og det dannes to gasser? Da kan man ikke bare dele konsentrasjonen av gassene på konsentrasjonen av det faste stoffet?

[GeO]

Egentlig er det aktiviteten av stoffene som inngår i uttrykket for likevektskonstanten. Aktivitet er en ubenevnt størrelse. For stoffer i vannløsning er dette det samme tallet som konsentrasjonen i mol/l, og for gasser er det partialtrykket i atm. Aktiviteten av rene stoffer i fast eller flytende fase er 1, derfor er f.eks. likevektskonstanten for en løselighetsreaksjon (løselighetsproduktet) lik produktet av konsentrasjonene til ionene i vannløsning (opphøyd i evt. koeffisienter). På samme måte blir den likevektskonstanten du spør etter, lik produktet av partialtrykkene til de gassformige produktene.

 

Eksempel: hornsalt (ammoniumbikarbonat) dekomponerer til ammoniakk, vann og karbondioksid.

 

NH₄HCO₃(s) = NH₃(g) + H₂O(g) + CO₂(g)

 

K = p_NH3·p_H2O·p_CO2

 

(p er partialtrykket av hver gass, målt i atm.)

 

Edit: endret litt på en formulering der oppe.

Edit 2: la til eksempel.

Endret 7. februar 2008 av TwinMOS

[Boomerang]

K kan også være produktet av konsentrasjonene. Det er to forskjellige likevektsuttrykk. Litt vanskelig å vite når de bare spør etter "likevektskonstanten". Man kan kanskje velge?

[GeO]

Nei, det er egentlig ikke noe valg. Som jeg skrev så er konsentrasjonen av ioner i vannløsning og aktiviteten det samme tallet, bare at aktiviteten ikke har benevning. Så det er ikke to forskjellige likevektsuttrykk sånn sett. Slik jeg ser det så er det ikke veldig hensiktsmessig å dra med seg benevningene til konsentrasjon/partialtrykk, og ende opp med forskjellige benevninger for K etter hva slags reaksjon du har. K forteller uansett hvilken side en likevekt er forskjøvet mot - det er størrelsen av tallet som er viktig, ikke benevningen det får.

 

Edit: Kan jo presisere at partialtrykk er den størrelsen som brukes for å måle "konsentrasjonen" av gasser, så slik sett er jo uttrykket jeg skrev i forrige post et produkt av konsentrasjoner.

Endret 7. februar 2008 av TwinMOS

[Boomerang]

OK, si vi tilsetter mer CO2. Hvordan finner vi da partialtrykket av de andre gassene?

[GeO]

Det er bare å se på definisjonen av partialtrykk, som er trykket den spesifikke gassen ville hatt hvis den var alene i det gitte volumet. Hvis du tilsetter mer CO₂ og holder volumet konstant, vil ikke partialtrykket av de andre gassene forandres, men partialtrykket av CO₂ vil øke, slik at reaksjonen går mot venstre.

[Boomerang]

NH₄HCO₃(s) = NH₃(g) + H₂O(g) + CO₂(g)

 

Hm, dersom man tilsetter mer CO₂ vil jo likevekten gå mot venstre, men det forutsetter jo at det blir mindre NH₃ og H₂O også! Blir ikke partialtrykket til disse gassene da lavere?

[GeO]

Jo, partialtrykkene reduseres helt til produktet av dem igjen er lik K, og likevekten igjen er innstilt.

[Boomerang]

NH₄HS (s) = H₂S (g) + NH₃ (s)

 

Reaksjonen skjer i en 100 L dunk, ved likevekt er trykket 0,75 atm og temperaturen er 348 K. Så tilføres NH₃ slik at trykket blir 0,96 atm. Da finner man ved simpel algebra at partialtrykket av H₂S er 0,181 atm?

Endret 7. februar 2008 av Boomerang

[Boomerang]

Så lurer jeg også på hva løselighetsproduktet til Pb(IO₃)₂ er ved 25 grader C? Jeg har fått opplyst at 0,024 gram av stoffet løses i 25 grader, og beregnet produktet til 3,2E-13, men i denne tabellen står det 3,7E-13...

Endret 8. februar 2008 av Boomerang

[GeO]

NH₄HS (s) = H₂S (g) + NH₃ (s)

 

Reaksjonen skjer i en 100 L dunk, ved likevekt er trykket 0,75 atm og temperaturen er 348 K. Så tilføres NH₃ slik at trykket blir 0,96 atm. Da finner man ved simpel algebra at partialtrykket av H₂S er 0,181 atm?

Jeg er ikke så sikker på at jeg skjønner hva du spør om her. Er det partialtrykket av dihydrogensulfid når likevekten igjen er innstilt du skal finne? Jeg foretok en rask beregning på papir her og fikk at dette ble 0,28 atm, men jeg vet jo ikke om det er dette du er ute etter.

 

Så lurer jeg også på hva løselighetsproduktet til Pb(IO₃)₂ er ved 25 grader C? Jeg har fått opplyst at 0,024 gram av stoffet løses i 25 grader, og beregnet produktet til 3,2E-13, men i denne tabellen står det 3,7E-13...

Jeg får det samme som deg. Det trenger ikke være feil. Denne løselighetstabellen oppgir det samme produktet ved 25 ºC til 2,6·10^-13.

 

Edit: tall

Endret 8. februar 2008 av TwinMOS