Beregn trykket, der udøves af 0,3000 mol helium i en 0,2000 L beholder ved -25 ° C ved anvendelse af
en. ideel gaslov
b. van der Waals ligning
Hvad er forskellen mellem de ikke-ideelle og ideelle gasser?
Givet:
-enHan = 0,0341 atm · L2/mol2
bHan = 0,0237 L · mol
Del 1:Ideel gaslov
Det ideel gas lov udtrykkes med formlen:
PV = nRT
hvor
P = tryk
V = volumen
n = antal af mol af gas
R = ideel gasskonstant = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolut temperatur
Find absolut temperatur
T = ° C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Find trykket
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) / 0,2000 L
Pideal = 30,55 atm
Del 2: Van der Waals ligning
Van der Waals-ligningen udtrykkes med formlen
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
hvor
P = tryk
V = volumen
n = antal mol gas
a = tiltrækning mellem individuelle gaspartikler
b = gennemsnitlig volumen af individuelle gaspartikler
R = ideel gasskonstant = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolut temperatur
Løs til tryk
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)2
For at gøre matematikken lettere at følge, vil ligningen blive opdelt i to dele hvor
P = X - Y
hvor
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 - 0,007 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
Rekombiner for at finde pres
P = X - Y
P = 32,152 atm - 0,077 atm
Pikke-ideal = 32,075 atm
Del 3 - Find forskellen mellem ideelle og ikke-ideelle forhold
Pikke-ideal - Pideal = 32,152 atm - 30,55 atm
Pikke-ideal - Pideal = 1,602 atm
Svar:
Trykket for den ideelle gas er 30,55 atm og trykket for van der Waals ligning af den ikke-ideelle gas var 32,152 atm. Den ikke-ideelle gas havde et større tryk med 1,602 atm.
En ideel gas er en, hvor molekylerne ikke interagerer med hinanden og ikke optager plads. I en ideel verden er kollisioner mellem gasmolekyler helt elastiske. Alle gasser i den virkelige verden har molekyler med diametre, og som interagerer med hinanden der er altid en smule fejl involveret i brugen af enhver form for Ideal Gas Law og van der Waals ligning.
Ædelgasser fungerer imidlertid meget som ideelle gasser, fordi de ikke deltager i kemiske reaktioner med andre gasser. Helium fungerer især som en ideel gas, fordi hvert atom er så lille.
Andre gasser opfører sig meget som ideelle gasser, når de er ved lave tryk og temperaturer. Lavt tryk betyder, at der er få interaktioner mellem gasmolekyler. Lav temperatur betyder, at gasmolekylerne har mindre kinetisk energi, så de bevæger sig ikke så meget for at interagere med hinanden eller deres beholder.