Calculați presiunea exercitată cu 0,3000 mol de heliu într-un recipient de 0,2000 L la -25 ° C folosind
A. legea gazului ideal
b. van der Waals ecuaţie
Care este diferența dintre gazele non-ideale și cele ideale?
Dat:
AEl = 0,0341 atm · L2/mol2
bEl = 0,0237 L · mol
Partea 1:Legea gazelor ideale
gaz ideal legea este exprimată prin formula:
PV = nRT
Unde
P = presiune
V = volum
n = numărul de alunițe de gaz
R = constantă de gaz ideală = 0,08206 L · atm / mol · K
T = temperatura absoluta
Găsiți temperatura absolută
T = ° C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Găsiți presiunea
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) /0,2000 L
Pideal = 30,55 atm
Partea 2: Ecuația Van der Waals
Ecuația Van der Waals este exprimată prin formulă
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
Unde
P = presiune
V = volum
n = numărul de moli de gaze
a = atracție între particulele individuale de gaz
b = volumul mediu de particule individuale de gaz
R = constantă de gaz ideală = 0,08206 L · atm / mol · K
T = temperatura absolută
Rezolvați presiunea
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)2
Pentru a face matematica mai ușor de urmărit, ecuația va fi divizată în două părți unde
P = X - Y
Unde
X = nRT / (V-nb)
Y = a (n / V)2
X = P = nRT / (V-nb)
X = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) / [0,2000 L - (0,3000 mol) (0,0237 L / mol)]
X = 6.109 L · atm / (0.2000 L - .007 L)
X = 6,109 L · atm / 0,19 L
X = 32.152 atm
Y = a (n / V)2
Y = 0,0341 atm · L2/mol2 x [0,3000 mol / 0,2000 L]2
Y = 0,0341 atm · L2/mol2 x (1,5 mol / L)2
Y = 0,0341 atm · L2/mol2 x 2,25 mol2/ L2
Y = 0,077 atm
Recombinați pentru a găsi presiune
P = X - Y
P = 32.152 atm - 0,077 atm
Pnon-ideale = 32.075 atm
Partea a 3-a - Găsiți diferența dintre condiții ideale și non-ideale
Pnon-ideale - Pideal = 32.152 atm - 30,55 atm
Pnon-ideale - Pideal = 1.602 atm
Răspuns:
Presiunea pentru gazul ideal este de 30,55 atm, iar presiunea pentru van der Waals ecuaţie din gazul non-ideal a fost 32.152 atm. Gazul non-ideal a avut o presiune mai mare cu 1.602 atm.
Un gaz ideal este unul în care moleculele nu interacționează între ele și nu ocupă niciun spațiu. Într-o lume ideală, coliziunile dintre moleculele de gaz sunt complet elastice. Toate gazele din lumea reală au molecule cu diametre și care interacționează între ele, deci există întotdeauna o eroare implicată în utilizarea oricărei forme a Legii privind gazele ideale și van der Waals ecuaţie.
Cu toate acestea, gazele nobile acționează la fel ca gazele ideale, deoarece nu participă la reacțiile chimice cu alte gaze. Heliul, în special, acționează ca un gaz ideal, deoarece fiecare atom este atât de mic.
Alte gaze se comportă la fel ca gazele ideale atunci când sunt la presiuni și temperaturi scăzute. Presiunea scăzută înseamnă că există puține interacțiuni între moleculele de gaz. Temperatura scăzută înseamnă că moleculele de gaz au o energie cinetică mai mică, deci nu se mișcă atât de mult pentru a interacționa între ele sau cu recipientul lor.