Объем оксида серы: как рассчитать онлайн и по формуле

Что такое объем оксида серы

Под «объемом оксида серы» обычно имеют в виду объем газообразного сернистого ангидрида SO₂ или серного ангидрида SO₃ при заданных температуре и давлении.
Объем измеряют в литрах (л) или кубометрах (м³) и рассчитывают по:

• количеству вещества, моль;
• массе вещества, г (или кг);
• уравнению состояния идеального газа.

Для газообразных оксидов серы в обычных лабораторных условиях можно принимать их поведение как идеальное.

Основные формулы для расчета объема

1. Через количество вещества при нормальных условиях

Нормальные условия (Н.У.):
T = 0 °C = 273 K, p = 1 атм (≈101 325 Па).

Молярный объем газа при Н.У.:

• \( V_m = 22{,}4 \text{ л/моль} \)

Тогда объем:

• \( V = n \cdot V_m \)

где
\( n \) — количество вещества SO₂ или SO₃, моль.

2. Через массу вещества

Сначала находим количество вещества:

• \( n = \dfrac{m}{M} \)

где
\( m \) — масса, г;
\( M \) — молярная масса, г/моль.

Молярные массы:

• \( M(\text{SO}\_2) = 64 \text{ г/моль} \)
• \( M(\text{SO}\_3) = 80 \text{ г/моль} \)

При Н.У. окончательная формула:

• для SO₂: \( V = \dfrac{m}{64} \cdot 22{,}4 \) (л)
• для SO₃: \( V = \dfrac{m}{80} \cdot 22{,}4 \) (л)

3. Уравнение состояния идеального газа

Для произвольных условий:

• \( pV = nRT \)

или

• \( V = \dfrac{nRT}{p} \)

где
\( p \) — давление, Па;
\( V \) — объем, м³;
\( n \) — количество вещества, моль;
\( R = 8{,}314 \text{ Дж/(моль·K)} \);
\( T \) — температура, K.

Пошаговый алгоритм расчета объема оксида серы

1. Определите, какой оксид серы
   Обычно речь идет о SO₂; если по условию задачи указан SO₃, используйте его молярную массу.

2. Соберите исходные данные

   • масса (г или кг);
   • либо количество вещества (моль);
   • либо данные об условиях: T (°C или K), p (атм, бар, Па).

3. Переведите единицы в СИ и стандартные

   • температуру в кельвины: \( T(K) = t(°C) + 273 \);
   • давление в паскали, если используете R в Дж/(моль·K);
   • массу в граммы, объем — в литры или м³.

4. Найдите количество вещества
   \( n = m / M \) или из стехиометрии по коэффициентам в уравнении реакции.

5. Выберите формулу

   • при Н.У.: \( V = n \cdot 22{,}4 \text{ л} \);
   • при других условиях: \( V = nRT / p \).

6. Выполните расчет и округлите
   Округляйте в соответствии с точностью исходных данных (обычно 2–3 значащих цифры).

Примеры расчета объема оксида серы

Пример 1. Объем SO₂ при заданной массе и Н.У.

Найти объем 12,8 г SO₂ при нормальных условиях.

1. Молярная масса SO₂: \( M = 64 \text{ г/моль} \).
2. Количество вещества:
   \( n = \dfrac{12{,}8}{64} = 0{,}20 \text{ моль} \).
3. Объем при Н.У.:
   \( V = 0{,}20 \cdot 22{,}4 = 4{,}48 \text{ л} \).

Ответ: 4,48 л SO₂.

Пример 2. Объем SO₃ при заданном количестве вещества

Найти объем 0,5 моль SO₃ при Н.У.

1. \( n = 0{,}5 \text{ моль} \).
2. \( V = n \cdot 22{,}4 = 0{,}5 \cdot 22{,}4 = 11{,}2 \text{ л} \).

Ответ: 11,2 л SO₃.

Пример 3. Объем SO₂ при произвольных условиях

Есть 0,10 моль SO₂ при T = 27 °C и p = 2 атм. Найти объем.

1. Переводим температуру:
   \( T = 27 + 273 = 300 \text{ K} \).
2. Давление: \( 2 \text{ атм} \approx 2 \cdot 101325 = 202650 \text{ Па} \).
3. Формула:
   \( V = \dfrac{nRT}{p} = \dfrac{0{,}10 \cdot 8{,}314 \cdot 300}{202650} \text{ м}^3 \).
4. Считаем числитель: \( 0{,}10 \cdot 8{,}314 \cdot 300 \approx 249{,}4 \).
5. \( V \approx \dfrac{249{,}4}{202650} \approx 0{,}00123 \text{ м}^3 \).
6. В литрах: \( 0{,}00123 \cdot 1000 \approx 1{,}23 \text{ л} \).

Ответ: примерно 1,23 л SO₂.

Как пользоваться онлайн‑калькулятором объема оксида серы

1. Выберите тип вещества
   Отметьте, с каким оксидом работаете: SO₂ или SO₃.

2. Укажите известный параметр

   • масса оксида серы;
   • либо количество вещества;
   • при необходимости — температуру и давление.

3. Выберите режим расчета

   • «Нормальные условия» (T = 0 °C, p = 1 атм);
   • «Заданные условия» с вводом T и p.

4. Нажмите кнопку расчета
   Калькулятор автоматически подставит молярную массу, константу R и выполнит вычисления.

5. Считайте результат
   Объем будет показан в литрах и, при необходимости, в м³. При желании можно изменить единицы.

Типичные ошибки и как их избежать

1. Путаница между SO₂ и SO₃
   Разные молярные массы (64 и 80 г/моль). Всегда проверяйте формулу вещества в условии.

2. Неверные единицы измерения

   • давление в атм подставляют как Па без пересчета;
   • температуру в °C используют вместо K.
     Решение: перед расчетом привести все величины к СИ.

3. Игнорирование условий задачи
   Формулу \( V = n \cdot 22{,}4 \) можно применять только при Н.У. При других T и p используйте \( V = nRT / p \).

4. Ошибки округления
   Не округляйте промежуточные результаты слишком рано; округляйте итог до 2–3 значащих цифр.

Краткие выводы

• Объем оксида серы зависит от количества вещества и условий (T, p).
• При нормальных условиях удобно использовать молярный объем 22,4 л/моль.
• При произвольных условиях применяется уравнение состояния идеального газа \( V = nRT / p \).
• Онлайн‑калькулятор позволяет быстро и без ошибок вычислить объем SO₂ или SO₃ по массе, количеству вещества и заданным параметрам среды.

Часто задаваемые вопросы

Что ещё может пригодиться после

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.