Sådan beregnes luftens molære masse

Af Pauline Gill
Opdateret 30. august 2022

aapsky/iStock/GettyImages

Molmassen af ethvert stof - fast, flydende eller gas - er massen af en mol, dvs. 6,022×10²³ enheder, af det pågældende stof. Det bestemmes af summen af ​​atommasserne af dets konstituerende atomer. For en blanding som luft er molmassen det vægtede gennemsnit af hver komponents molekylvægt, vægtet af dens volumetriske fraktion i blandingen.

Trin 1 – Identificer de vigtigste bestanddele

Luft består primært af følgende gasser (volumetriske fraktioner i forhold til 1 enhed luft):

• Nitrogen 78,09 % (0,7809)
• Oxygen 20,95 % (0,2095)
• Argon 0,933 % (0,00933)
• Kuldioxid 0,03 % (0,0003)
• Andre sporgasser:neon 0,000018, helium 0,000005, krypton 0,000001, hydrogen 0,0000005, xenon 0,09×10⁻⁶

Trin 2 – Multiplicer med molekylvægte

Fordi nitrogen (N₂) og oxygen (O₂) er diatomiske, er deres molekylvægte to gange deres atommasse:28,014 gmol-1 for N2 og 32,00 gmol-1 for O2. Beregningerne er som følger:

• Nitrogen: 28,014 × 0,7809 = 21,876
• Oxygen: 32,00 × 0,2095 = 6,704
• Argon: 39,94 × 0,00933 = 0,3726
• Kuldioxid: 44,01 × 0,0003 = 0,013
• Neon: 20,18 × 0,000018 = 3,6324 × 10⁻⁴
• Helium: 4,00 × 0,000005 = 2,0 × 10⁻⁵
• Krypton: 83,8 × 0,000001 = 8,38 × 10⁻⁵
• Brint: 2,02 × 0,0000005 = 1,01 × 10⁻⁶
• Xenon: 131,29 × 0,09 × 10⁻⁶ = 1,18 × 10⁻⁵

Trin 3 – Sum bidragene

Tilføjelse af alle de vægtede molekylvægte giver en molær luftmasse på 28,9656 gmol⁻¹. Det betyder, at et mol tør luft (6,022×10²³ molekyler) vejer 28,9656 gram under standard temperatur og tryk (STP) på 60°F og 14,696psi absolut. Ved STP optager den muldvarp 22,4L eller 0,7910ft³.

TL;DR

Oprethold ordentlig ventilation for at holde indendørs CO₂ lavt og O₂-niveauer sunde. At forstå luftens molære masse hjælper ingeniører med at designe HVAC-systemer og vurdere atmosfærisk sammensætning.

Advarsel

Kryogene gasser og væsker er ekstremt kolde og kan fryse huden på få sekunder ved kontakt. Håndter dem med passende beskyttelsesudstyr.