Давайте рассчитаем молекулярные массы газов, о которых вы спрашиваете, и обсудим плотности.
- Молекулярные массы:
- H₂ (водород): H = 1 г/моль, тогда H₂ = 1 × 2 = 2 г/моль.
- PH₃ (фосфин): P = 31 г/моль, H = 1 г/моль, тогда PH₃ = 31 + (1 × 3) = 31 + 3 = 34 г/моль.
- CO₂ (углекислый газ): C = 12 г/моль, O = 16 г/моль, тогда CO₂ = 12 + (16 × 2) = 12 + 32 = 44 г/моль.
Теперь сравним плотности с плотностью N₂O (закись оксида азота). Молекулярная масса N₂O = N = 14 г/моль, O = 16 г/моль. Таким образом, N₂O = (14 × 2) + 16 = 28 + 16 = 44 г/моль.
Из приведённых газов (H₂, PH₃, CO₂) газ PH₃ имеет молекулярную массу 34 г/моль, которая менее 44 г/моль, а CO₂ (44 г/моль) имеет ту же массу, что и N₂O, следовательно, CO₂ также будет иметь схожую плотность с N₂O. Однако при стандартных условиях PH₃ является более тяжелым газом по сравнению с H₂, и, следовательно, CO₂ был бы лучшим выбором для схожей плотности.
- Следующий набор расчетов:
- NH₃ (аммиак): N = 14 г/моль, H = 1 г/моль, NH₃ = 14 + (1 × 3) = 17 г/моль.
- CO (угарный газ): C = 12 г/моль, O = 16 г/моль, CO = 12 + 16 = 28 г/моль.
- N₂O: Мы уже рассчитали выше, 44 г/моль.
Для шарика, который должен иметь плотность, близкую к плотности воздуха (около 1.2 г/моль), газ NH₃ с молекулярной массой 17 г/моль будет самым легким и обеспечит возможность парения с минимальным подъемом и падением. CO и N₂O слишком тяжелые для этой цели.
- Последний набор газов:
- CH₄ (метан): C = 12 г/моль, H = 1 г/моль, CH₄ = 12 + (1 × 4) = 16 г/моль.
- HBr (бромистый водород): H = 1 г/моль, Br = 80 г/моль, HBr = 1 + 80 = 81 г/моль.
- SO₂ (диоксид серы): S = 32 г/моль, O = 16 г/моль, SO₂ = 32 + (16 × 2) = 32 + 32 = 64 г/моль.
Чтобы минимизировать массу колбы, следует наполнить ее газом CH₄, так как его молекулярная масса (16 г/моль) меньше, чем у других газов (HBr и SO₂).
Таким образом, мы рассмотрели молекулярные массы газов и соответствующие объяснения выбора Газов для достижения конкретных целей. Если у вас есть дополнительные вопросы, пожалуйста, задавайте!