Beregn trykket utøvet av 0,3000 mol helium i en 0,2000 L beholder ved -25 ° C ved å bruke
en. ideell gasslov
b. van der Waals ligningen
Hva er forskjellen mellom de ikke-ideelle og ideelle gassene?
gitt:
enHan = 0,0341 atm · L2/mol2
bHan = 0,0237 L · mol
Del 1:Ideell gasslov
De ideell gass lov er uttrykt ved formelen:
PV = nRT
hvor
P = trykk
V = volum
n = antall mol av gass
R = ideell gasskonstant = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolutt temperatur
Finn absolutt temperatur
T = ° C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Finn presset
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) / 0,2000 L
Pideell = 30,55 atm
Del 2: Van der Waals ligning
Van der Waals-ligningen er uttrykt ved formelen
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
hvor
P = trykk
V = volum
n = antall mol gass
a = tiltrekning mellom individuelle gasspartikler
b = gjennomsnittlig volum av individuelle gasspartikler
R = ideell gasskonstant = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolutt temperatur
Løs for trykk
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)2
For å gjøre regnestykket lettere å følge, vil ligningen bli delt i to deler der
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
Rekombinere for å finne press
P = X - Y
P = 32,152 atm - 0,077 atm
Pikke-ideell = 32,075 atm
Del 3 - Finn forskjellen mellom ideelle og ikke-ideelle forhold
Pikke-ideell - Pideell = 32,152 atm - 30,55 atm
Pikke-ideell - Pideell = 1,602 atm
Svar:
Trykket for den ideelle gassen er 30,55 atm og trykket for van der Waals ligningen av den ikke-ideelle gassen var 32,152 atm. Den ikke-ideelle gassen hadde et større trykk med 1,602 atm.
En ideell gass er molekylene som ikke samvirker med hverandre og ikke tar plass. I en ideell verden er kollisjoner mellom gassmolekyler helt elastiske. Alle gasser i den virkelige verden har molekyler med diametre og som samvirker med hverandre, altså det er alltid litt feil involvert i bruk av noen form for Ideal Gas Law og van der Waals ligningen.
Edelgasser fungerer imidlertid omtrent som ideelle gasser fordi de ikke deltar i kjemiske reaksjoner med andre gasser. Helium fungerer spesielt som en ideell gass fordi hvert atom er så lite.
Andre gasser oppfører seg omtrent som ideelle gasser når de har lave trykk og temperaturer. Lavt trykk betyr få interaksjoner mellom gassmolekyler. Lav temperatur betyr at gassmolekylene har mindre kinetisk energi, slik at de ikke beveger seg like mye for å samhandle med hverandre eller beholderen deres.