Определить, какой газ (этан или метан) будет весить больше при одинаковых объемах газа при нормальных условиях

Предмет: Химия

Раздел: Молекулярная масса и газовые законы

Давайте подробно разберем задачу. Нам нужно определить, какой газ (этан или метан) будет весить больше при одинаковых объемах газа при нормальных условиях.

Шаг 1: Нормальные условия

Нормальные условия (НО) подразумевают:

• Температура: 0°C (или 273,15 К),
• Давление: 1 атм (760 мм рт. ст.).

Согласно уравнению состояния идеального газа, одинаковые объемы любого газа при нормальных условиях содержат одинаковое количество молекул. Следовательно, массу газа при данных условиях определяет его молекулярная масса (молярная масса).

Шаг 2: Определение молекулярной массы газов

1. Метан (CH₄):
   • Состав: 1 атом углерода (C) и 4 атома водорода (H).
   • Атомная масса:
     • Углерод (C): 12 г/моль,
     • Водород (H): 1 г/моль.
   • Молекулярная масса: \[ M_{\text{CH₄}} = 12 + 4 \cdot 1 = 16 \, \text{г/моль}. \]
2. Этан (C₂H₆):
   • Состав: 2 атома углерода (C) и 6 атомов водорода (H).
   • Атомная масса:
     • Углерод (C): 12 г/моль,
     • Водород (H): 1 г/моль.
   • Молекулярная масса: \[ M_{\text{C₂H₆}} = 2 \cdot 12 + 6 \cdot 1 = 24 + 6 = 30 \, \text{г/моль}. \]

Шаг 3: Анализ задачи

При нормальных условиях 1 моль любого газа (включая метан и этан) занимает один и тот же объем, равный 22,4 л. Однако масса 1 моля газа различна — она равна молекулярной массе.

• Масса 1 моль метана (CH₄): 16 г,
• Масса 1 моль этана (C₂H₆): 30 г.

Таким образом, при одном и том же объеме (например, 22,4 л) этан (C₂H₆) будет весить больше, чем метан (CH₄).

Ответ:

Этан (C₂H₆) будет весить больше, чем метан (CH₄), если заполнить ими одинаковые объемы при нормальных условиях.