Problema exemplului legii lui Avogadro

Legea gazelor Avogadro afirmă volum a unui gaz este proporțional cu numărul de alunițe de gaz prezent atunci când temperatura și presiunea sunt menținute constante. Acest exemplu de exemplu demonstrează modul de utilizare a legii Avogadro pentru a determina volumul unui gaz atunci când se adaugă mai mult gaz la sistem.

Înainte de a rezolva orice problemă legată de legea Avogadro privind gazele, este important să revizuiți ecuația pentru această lege. Există câteva moduri de a scrie acest lucru legea gazelor, care este o relație matematică. Se poate afirma:

k = V / n

Aici, k este o constantă de proporționalitate, V este volumul unui gaz, iar n este numărul de aluniți ai unui gaz. Legea Avogadro înseamnă, de asemenea, că constantul ideal al gazelor este aceeași valoare pentru toate gazele, deci:

constant = p₁V₁/ T₁n₁ = P₂V₂/ T₂n₂
V₁/ n₁ = V₂/ n₂
V₁n₂ = V₂n₁

unde p este presiunea unui gaz, V este volum, T este temperatura și n este numărul de aluniți.

O probă de 6,0 L la 25 ° C și 2,00 atm de presiune conține 0,5 mol de gaz. Dacă se adaugă 0,25 moli de gaz suplimentari la aceeași presiune și temperatură, care este volumul total final al gazului?

În primul rând, exprima legea lui Avogadro prin formula sa:

V_eu/ n_eu = V_f/ n_f
Unde
V_eu = volumul inițial
n_eu = numărul inițial de alunițe
V_f = volumul final
n_f = numărul final de alunițe

Pentru acest exemplu, V_eu = 6,0 L și n_eu = 0,5 mol. Când se adaugă 0,25 mol:

n_f = n_eu + 0,25 mol
n_f = 0,5 mole = 0,25 mol
n_f = 0,75 mol

Singura variabilă rămasă este volumul final.

V_eu/ n_eu = V_f/ n_f

Rezolvați pentru V_f

V_f = V_eun_f/ n_eu
V_f = (6,0 L x 0,75 mol) /0,5 mol
V_f = 4,5 L / 0,5 V_f = 9 L

Verificați dacă răspunsul are sens. Așteptați ca volumul să crească dacă se adaugă mai mult gaz. Volumul final este mai mare decât volumul inițial? Da. Efectuarea acestei verificări este utilă, deoarece este ușor să introduceți numărul inițial de alunițe în numărător și numărul final de alunițe în numitor. Dacă s-ar fi întâmplat acest lucru, răspunsul final la volum ar fi fost mai mic decât volumul inițial.

Astfel, volumul final al gazului este de 9,0

• Spre deosebire de Numărul lui Avogadro, Legea lui Avogadro a fost propusă de fapt de Amedeo Avogadro. În 1811, el a ipotezat două probe ale unui gaz ideal cu același volum și la aceeași presiune și temperatură conțineau același număr de molecule.
• Legea lui Avogadro se mai numește și principiul lui Avogadro sau ipoteza lui Avogadro.
• Ca și celelalte legi ideale ale gazelor naturale, legea lui Avogadro se apropie doar de comportamentul gazelor reale. În condiții de temperatură ridicată sau presiune, legea este inexactă. Relația funcționează cel mai bine pentru gazele menținute la presiune scăzută și temperaturi obișnuite. De asemenea, particulele de gaz mai mici - heliu, hidrogen și azot - dau rezultate mai bune decât moleculele mai mari, care sunt mai susceptibile să interacționeze între ele.
• O altă relație matematică folosită pentru a exprima legea lui Avogadro este:

V / n = k

Aici, V este volumul, n este numărul de aluniți ai gazului, iar k este constanta de proporționalitate. Este important de menționat acest lucru înseamnă că constanta ideală de gaz este la fel pentru toate gazele.