Bereken de druk van 0,3000 mol helium in een houder van 0,2000 L bij -25 ° C met behulp van
een. ideale gaswet
b. van der Waals vergelijking
Wat is het verschil tussen de niet-ideale en ideale gassen?
Gegeven:
eenHij = 0,0341 atm · L2/mol2
bHij = 0,0237 L · mol
Deel 1:Ideale gaswet
De Ideaal gas wet wordt uitgedrukt door de formule:
PV = nRT
waar
P = druk
V = volume
n = aantal moedervlekken van gas
R = ideale gasconstante = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolute temperatuur
Vind absolute temperatuur
T = ° C + 273.15
T = -25 + 273.15
T = 248,15 K
Vind de druk
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) / 0,2000 L
Pideaal = 30,55 atm
Deel 2: Van der Waals-vergelijking
Van der Waals-vergelijking wordt uitgedrukt door de formule
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
waar
P = druk
V = volume
n = aantal mol gas
a = aantrekking tussen individuele gasdeeltjes
b = gemiddeld volume van individuele gasdeeltjes
R = ideale gasconstante = 0,08206 L · atm / mol · K
T = absolute temperatuur
Oplossen voor druk
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)
Om de wiskunde gemakkelijker te volgen te maken, wordt de vergelijking in twee delen onderverdeeld
P = X - Y
waar
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
Combineer om druk te vinden
P = X - Y
P = 32,152 atm - 0,077 atm
Pniet ideaal = 32.075 atm
Deel 3 - Zoek het verschil tussen ideale en niet-ideale omstandigheden
Pniet ideaal - Pideaal = 32,152 atm - 30,55 atm
Pniet ideaal - Pideaal = 1.602 atm
Antwoord:
De druk voor het ideale gas is 30,55 atm en de druk voor van der Waals vergelijking van het niet-ideale gas was 32,152 atm. Het niet-ideale gas had een grotere druk van 1.602 atm.
Een ideaal gas is er een waarin de moleculen geen interactie met elkaar hebben en geen ruimte innemen. In een ideale wereld zijn botsingen tussen gasmoleculen volledig elastisch. Alle gassen in de echte wereld hebben moleculen met diameters en die op elkaar inwerken, dus er is altijd een beetje fout in het gebruik van enige vorm van de Ideal Gas Law en van der Waals vergelijking.
Edele gassen werken echter net als ideale gassen omdat ze niet deelnemen aan chemische reacties met andere gassen. Vooral Helium werkt als een ideaal gas omdat elk atoom zo klein is.
Andere gassen gedragen zich net als ideale gassen wanneer ze bij lage drukken en temperaturen zijn. Lage druk betekent dat er weinig interacties tussen gasmoleculen optreden. Lage temperatuur betekent dat de gasmoleculen minder kinetische energie hebben, zodat ze niet zo veel bewegen om met elkaar of hun container te communiceren.