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Dans des conditions normales de température et de pression (CNTP), un échantillon de SO₂ occupe un volume de 2,5 litres. Combien de moles de SO2 sont présentes dans cet échantillon ? Prenez le volume molaire de gaz à 22,4 litres par mole et donnez votre réponse au centième près.
Pour répondre à cette question, nous devons relier le volume de SO2, un gaz, au nombre de moles de gaz. On nous donne le volume molaire de gaz. Le volume molaire d’un gaz, représenté par le symbole 𝑉 indice 𝑚, est une constante de proportionnalité qui relie le volume et le nombre de moles d’un gaz. Il indique le volume occupé par une mole d’un gaz à une température et à une pression spécifiques.
Dans la question, le gaz est dans des conditions normales de température et de pression, qui sont de zéro degré Celsius et une atmosphère. Dans ces conditions, le volume molaire de gaz est de 22,4 litres par mole. Cela signifie qu’à zéro degré Celsius et sous une atmosphère, une mole de SO2 gazeux occupe un volume de 22,4 litres. Mais nous voulons savoir combien de moles de SO2 gazeux occupent un volume de 2,5 litres.
La loi d’Avogadro nous dit que le volume et le nombre de moles d’un gaz sont directement proportionnels à une température et une pression constantes. Donc, une façon de résoudre ce problème est d’établir une proportion. Nous pouvons définir une mole de gaz pour 22,4 litres égale à 𝑥 moles pour 2,5 litres. Nous pouvons alors multiplier les deux côtés de l’équation par 2,5 litres. Les unités litres s’annulent, nous laissant avec unités moles. Le calcul nous donne une réponse de 0,1116 moles.
Une autre façon d’arriver à cette réponse consiste à utiliser l’équation 𝑉 égale 𝑛 𝑉𝑚, où 𝑉 est le volume en litres, 𝑛 est la quantité de gaz en moles et 𝑉𝑚 est le volume molaire de gaz en litres par mole. En utilisant cette équation, nous pouvons substituer le volume et le volume molaire de gaz donnés dans la question. Nous divisons ensuite les deux côtés de l’équation par 22,4 litres par mole. Les unités litres s’annulent, ce qui nous laisse avec les unités moles. En effectuant le calcul, on obtient la même réponse : 0,1116 moles. La question nous dit d’arrondir notre réponse au centième près. Donc, le nombre de moles de SO2 présentes dans un échantillon qui occupe un volume de 2,5 litres à CNTP est de 0,11 moles.
