Quel est le volume de 100 moles de mercure ? Deux façons de résoudre le problème

2024 Auteur: Angel Austin | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 05:26

Une tâche typique en physique consiste à calculer les volumes de diverses substances dans certaines conditions externes. L'une de ces substances est le mercure, un métal aux propriétés physiques uniques. Dans cet article, nous examinerons les moyens de résoudre la tâche suivante en physique: quel volume occupent 100 moles de mercure ?

Qu'est-ce que le mercure ?

Il s'agit d'un élément chimique sous le 80ème numéro du tableau périodique. Son voisin de gauche est l'or. Mercure est désigné par le symbole Hg (hydrargyrum). Le nom latin peut être traduit par "argent liquide". En effet, à température ambiante, l'élément existe sous forme liquide, qui a une couleur argentée.

L'élément en question est le seul métal liquide. Ce fait est dû à la structure électronique unique de ses atomes. Il est extrêmement stable grâce à des couches d'électrons entièrement remplies. À cet égard, le mercure est similaire aux gaz inertes. Stabilité atomiqueconduit à la difficulté d'en détacher un électron. Ce dernier signifie qu'il n'y a pas de liaison métallique entre les atomes de Hg, ils interagissent les uns avec les autres uniquement en raison des faibles forces de van der Waals.

Mercure fond déjà à -39 ^oC. Le liquide obtenu est très lourd. Sa densité est de 13 546 kg/m^{3, soit 13,5 fois celle de l'eau distillée. Cette valeur de densité est due à la grande valeur de la masse atomique de l'élément, qui est de 200,59 a.m.u.}

Plus loin dans l'article, nous répondrons à la question du volume occupé par 100 moles de mercure. Ce problème peut être résolu de deux manières différentes.

Solution du problème de la première manière

Pour répondre à la question: "Quel est le volume de 100 moles de mercure ?", il faut se référer aux données expérimentales pertinentes. C'est une question de volume molaire. Ces données peuvent être trouvées dans la littérature de référence. Ainsi, dans l'un des tableaux on trouve qu'à 293 K (20 ^oC) le volume molaire du métal liquide en question est de 14,81 cm³ /mol. En d'autres termes, 1 mole d'atomes de Hg occupe un volume de 14,81 cm^{3. Pour répondre à la question du problème, il suffit de multiplier ce nombre par 100.}

Ainsi, nous obtenons la réponse: le volume de 100 moles de mercure est égal à 1481 cm3, ce qui correspond pratiquement à 1,5 litre.

Notez que nous avons utilisé la valeur du volume molaire pour 20 oC. Cependant, la réponse reçue ne changera pas grand-chose si le mercure est considéré sous n'importe quel autretempérature car son coefficient de dilatation thermique est très faible.

Deuxième solution

Répondez à la question du volume de 100 moles de mercure en utilisant une approche différente de la précédente. Pour ce faire, nous devons utiliser les données de densité et de masse molaire du métal en question.

La formule initiale pour résoudre le problème sera l'expression suivante:

ρ=m/V.

Où puis-je exprimer la valeur de V:

V=m/ρ.

La masse n=100 mol d'une substance est définie comme suit:

m=nM.

Où M est la masse d'une mole de mercure. Ensuite, la formule de travail pour déterminer le volume s'écrira comme suit:

V=nM/ρ.

La valeur de la masse molaire que nous avons déjà donnée ci-dessus, numériquement elle est égale à la masse atomique, exprimée uniquement en grammes par mol (M=200, 59 g/mol). La densité du mercure est de 13 546 kg/m³ ou 13,546 g/cm^{3. Nous substituons ces valeurs dans la formule, nous obtenons:}

V=nM/ρ=100200, 59/13, 546=1481 cm3.

Comme vous pouvez le voir, nous avons obtenu exactement le même résultat que dans la méthode précédente de résolution du problème.