Berapa volume 100 mol air raksa? Dua cara untuk memecahkan masalah

2024 Pengarang: Angel Austin | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 05:30

Tugas umum dalam fisika adalah menghitung volume berbagai zat dalam kondisi eksternal tertentu. Salah satu zat ini adalah merkuri - logam dengan sifat fisik yang unik. Dalam artikel ini, kita akan mempertimbangkan cara-cara untuk menyelesaikan tugas fisika berikut ini: berapa volume yang ditempati oleh 100 mol merkuri?

Apa itu merkuri?

Ini adalah unsur kimia di bawah nomor 80 dalam tabel periodik. Tetangganya di sebelah kiri adalah emas. Merkuri dilambangkan dengan simbol Hg (hydrargyrum). Nama Latin dapat diterjemahkan sebagai "perak cair". Memang, pada suhu kamar, unsur itu berwujud cair, yang berwarna keperakan.

Unsur yang dimaksud adalah satu-satunya logam cair. Fakta ini disebabkan oleh struktur elektronik unik dari atom-atomnya. Ini sangat stabil karena kulit elektron terisi penuh. Dalam hal ini, merkuri mirip dengan gas inert. Stabilitas atommenyebabkan sulitnya melepaskan elektron darinya. Yang terakhir berarti bahwa tidak ada ikatan logam antara atom Hg, mereka berinteraksi satu sama lain hanya karena gaya van der Waals yang lemah.

Merkurius sudah mencair pada -39 ^oC. Cairan yang dihasilkan sangat berat. Massa jenisnya adalah 13.546 kg/m^{3, yaitu 13,5 kali lipat dari air suling. Nilai kerapatan ini disebabkan oleh besarnya nilai massa atom unsur tersebut, yaitu 200,59 a.m.u.}

Selanjutnya dalam artikel ini, kami akan menjawab pertanyaan tentang berapa volume yang ditempati oleh 100 mol merkuri. Masalah ini dapat diselesaikan dengan dua cara berbeda.

Pemecahan masalah dengan cara pertama

Untuk menjawab pertanyaan: "Berapa volume 100 mol merkuri?", seseorang harus mengacu pada data eksperimen yang relevan. Ini tentang volume molar. Data tersebut dapat ditemukan dalam literatur referensi. Jadi, dalam salah satu tabel kita temukan bahwa pada 293 K (20 ^oC) volume mol logam cair yang dimaksud adalah 14,81 cm³ /mol. Dengan kata lain, 1 mol atom Hg menempati volume 14,81 cm^{3. Untuk menjawab pertanyaan soal, cukup dengan mengalikan angka ini dengan 100.}

Jadi, kita mendapatkan jawabannya: volume 100 mol merkuri sama dengan 1481 cm3, yang secara praktis setara dengan 1,5 liter.

Perhatikan bahwa kita menggunakan nilai volume molar untuk 20 oC. Namun, jawaban yang diterima tidak akan banyak berubah jika merkuri dipertimbangkan di bawah yang laintemperatur karena koefisien muai panasnya sangat kecil.

Solusi kedua

Jawab pertanyaan tentang berapa volume 100 mol merkuri menggunakan pendekatan yang berbeda dari yang sebelumnya. Untuk melakukan ini, kita perlu menggunakan data massa jenis dan massa molar untuk logam yang bersangkutan.

Rumus awal untuk menyelesaikan masalah akan menjadi ekspresi berikut:

ρ=m/V.

Di mana saya dapat menyatakan nilai V:

V=m/ρ.

Massa n=100 mol zat didefinisikan sebagai berikut:

m=nM.

Di mana M adalah massa satu mol merkuri. Maka rumus kerja untuk menentukan volume akan ditulis sebagai berikut:

V=nM/ρ.

Nilai massa molar yang telah kita berikan di atas, secara numerik sama dengan massa atom, hanya dinyatakan dalam gram per mol (M=200, 59 g/mol). Massa jenis merkuri adalah 13.546 kg/m³ atau 13.546 g/cm^{3. Kami mengganti nilai-nilai ini ke dalam rumus, kami mendapatkan:}

V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.

Seperti yang Anda lihat, kami mendapatkan hasil yang sama persis seperti pada metode penyelesaian masalah sebelumnya.