Avogadro's Law Voorbeeldprobleem

De gaswet van Avogadro stelt de volume van een gas is evenredig met het aantal mol van gas aanwezig wanneer de temperatuur en druk constant worden gehouden. Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe de wet van Avogadro kan worden gebruikt om het volume van een gas te bepalen wanneer er meer gas aan het systeem wordt toegevoegd.

Voordat u een probleem met de gaswet van Avogadro kunt oplossen, is het belangrijk om de vergelijking voor deze wet te herzien. Er zijn een paar manieren om dit te schrijven gas wet, wat een wiskundige relatie is. Er kan worden vermeld:

k = V / n

Hier is k een evenredigheidsconstante, V is het volume van een gas en n is het aantal mol van een gas. De wet van Avogadro betekent ook dat de ideale gasconstante dezelfde waarde is voor alle gassen, dus:

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

waar p de druk van een gas is, V het volume, T de temperatuur en n het aantal mol.

Een monster van 6,0 l bij 25 ° C en een druk van 2,00 atm bevat 0,5 mol gas. Als er nog 0,25 mol gas bij dezelfde druk en temperatuur wordt toegevoegd, wat is dan het uiteindelijke totale volume van het gas?

Druk eerst de wet van Avogadro uit met zijn formule:

V_ik/ n_ik = V_f/ n_f
waar
V_ik = aanvankelijk volume
n_ik = aanvankelijk aantal moedervlekken
V_f = eindvolume
n_f = definitief aantal moedervlekken

Voor dit voorbeeld is V_ik = 6,0 L en n_ik = 0,5 mol. Wanneer 0,25 mol is toegevoegd:

n_f = n_ik + 0,25 mol
n_f = 0,5 mol = 0,25 mol
n_f = 0,75 mol

De enige resterende variabele is het uiteindelijke volume.

V_ik/ n_ik = V_f/ n_f

Los op voor V_f

V_f = V_ikn_f/ n_ik
V_f = (6,0 L x 0,75 mol) / 0,5 mol
V_f = 4,5 L / 0,5 V_f = 9 liter

Controleer of het antwoord logisch is. Je zou verwachten dat het volume toeneemt als er meer gas wordt toegevoegd. Is het uiteindelijke volume groter dan het oorspronkelijke volume? Ja. Het uitvoeren van deze controle is handig omdat het gemakkelijk is om het aanvankelijke aantal mol in de teller en het uiteindelijke aantal mol in de noemer te plaatsen. Als dit was gebeurd, zou het uiteindelijke volume-antwoord kleiner zijn geweest dan het oorspronkelijke volume.

Het eindvolume van het gas is dus 9,0

• in tegenstelling tot Het nummer van AvogadroWerd de wet van Avogadro eigenlijk voorgesteld door Amedeo Avogadro. In 1811 veronderstelde hij dat twee monsters van een ideaal gas met hetzelfde volume en bij dezelfde druk en temperatuur hetzelfde aantal moleculen bevatten.
• De wet van Avogadro wordt ook wel Avogadro's principe of Avogadro's hypothese genoemd.
• Net als de andere ideale gaswetten, benadert de wet van Avogadro alleen het gedrag van echte gassen. Onder omstandigheden van hoge temperatuur of druk is de wet onjuist. De relatie werkt het beste voor gassen die bij lage druk en gewone temperaturen worden vastgehouden. Ook leveren kleinere gasdeeltjes - helium, waterstof en stikstof - betere resultaten op dan grotere moleculen, die eerder met elkaar in wisselwerking staan.
• Een andere wiskundige relatie die wordt gebruikt om de wet van Avogadro uit te drukken, is:

V / n = k

Hier is V het volume, n is het aantal mol van het gas en k is de evenredigheidsconstante. Het is belangrijk op te merken dat dit betekent dat de ideale gasconstante is hetzelfde voor alle gassen.