Volume is het verband tussen alle gassen door de hypothese van Avogadro, die staten: Gelijke volumes gassen bij dezelfde temperatuur en druk bevatten gelijke aantallen moleculen. Hieruit leiden we het molaire volume van een gas af (volume/mol gas). Deze waarde, bij 1 atm, en 0&deg C wordt hieronder weergegeven.

Vm =

V n

= 22.4 L bij 0°C en 1 atm

Waar:

Vm = molair volume, in liters, het volume dat een mol gas inneemt onder deze omstandigheden
V=volume in liters
n=mol gas

een vergelijking die chemici de ideale gaswet noemen, hieronder weergegeven, relateert het volume, de temperatuur en de druk van een gas, rekening houdend met de hoeveelheid aanwezig gas.

waarbij:

p=druk in atm
T=temperatuur in Kelvin
R de molaire gasconstante is, waarbij R=0,082058 l ATM mol-1 K-1.

de ideale gaswet gaat uit van verschillende factoren over de moleculen van gas.Het volume van de molecules wordt beschouwd als verwaarloosbaar in vergelijking met het volume van de container waarin zij worden gehouden. We gaan er ook van uit dat gasmoleculen willekeurig bewegen en botsen in volledig elastische botsingen. Aantrekkelijke en afstotende krachten tussen de moleculen worden daarom als verwaarloosbaar beschouwd.voorbeeld: een gas oefent een druk uit van 0,892 atm in een container van 5,00 L bij 15°C. De dichtheid van het gas is 1,22 g / l. Wat is de molecuulmassa van het gas?

antwoord:

PV = nRT

T = 273 + 15 = 228

(0.892)(5.00) = n(.0821)(288)

n = 0.189 mol

.189 mol 5.00L x x grams 1 mol = 1.22 g/L

x = Molecular Weight = 32.3 g / mol

We kunnen ook de ideale gaswet gebruiken om kwantitatief te bepalen hoe het veranderen van druk, temperatuur, volume en aantal mol stoffen het systeem beïnvloedt. Omdat de gasconstante, R, hetzelfde is voor alle gassen in elke situatie, als je oplost voor R in de ideale gaswet en dan twee gaswetten gelijk stelt aan elkaar, heb je de gecombineerde Gaswet:

P1V1 n1T1

=

P2V2 n2T2

waarden met een subscript van “1” verwijzen naar beginvoorwaarden
waarden met een subscript van” 2 ” verwijzen naar eindvoorwaarden

Als u de beginvoorwaarden van een systeem kent en de nieuwe druk wilt bepalen nadat u het volume hebt verhoogd met behoud van het aantal moles en de temperatuur, plug dan alle waarden in die u kent en los dan gewoon de onbekende waarde op.

voorbeeld probleem: een gasmonster van 25,0 mL bevindt zich in een kolf bij 22°C. Als de kolf in een ijsbad bij 0°C wordt geplaatst, wat zou het nieuwe gasvolume zijn als de druk constant wordt gehouden?

antwoord:

omdat de druk en het aantal mol constant worden gehouden, hoeven we ze niet te vertegenwoordigen in de vergelijking omdat hun waarden zullen annuleren. Dus de gecombineerde gaswetvergelijking wordt:

V1 T1 = V2 T2

25.0 mL 295 K = V2 273 K

V2 = 23.1 mL

We kunnen toepassen van de Ideale gaswet aan het oplossen van een aantal problemen. Tot nu toe hebben we alleen gekeken naar gassen van één stof, zuivere gassen. We begrijpen ook wat er gebeurt als meerdere stoffen in één container worden gemengd. Volgens Dalton ‘ s wet van partiële druk, weten we dat de totale druk uitgeoefend op een container door verschillende gassen, gelijk is aan de som van de druk uitgeoefend op de container door elk gas.

waarbij:

Pt=totale druk
P1=partiële druk van gas ” 1 “
P2=partiële druk van gas”2″
enzovoort

met behulp van de ideale gaswet en door de druk van één gas te vergelijken met de totale druk, lossen we de molfractie op.

P1 Pt

=

n2 RT/V nt RT/V

=

n1 nt

= X1

Where:

X1 = molfractie van gas ” 1 ”

en ontdek dat de partiële druk van elk gas in het mengsel gelijk is aan de totale druk vermenigvuldigd met de molfractie.

P1 =

n1 nt

Pt = X1Pt

Voorbeeld Probleem: Een 10.73 g monster van PCl5 is geplaatst in een 4.00 L kolf op 200°C.
A) Wat is de begindruk van de kolf voordat een reactie plaatsvindt?
b) PCL5 dissocieert volgens de vergelijking: PCl5(g) –> PCl3(g) + Cl2(g). Als de helft van het totale aantal mol van PCl5(g) dissocieert en de waargenomen druk 1,25 atm is, wat is dan de partiële druk van Cl2(g)?

het Antwoord:
a) 10.73 g PCl5 x 1 mol 208.5 g = 0 zijn.05146 mol PCl5
PV = nRT
T = 273 + 200 = 473
P(4.00) = (.05146)(.0821)(473)
P = 0.4996 atm
b)	PCl5	→	PCl3	+	Cl2
Start:	.05146 mol		0 mol		0 mol
Change:	-.02573 mol		+.02573 mol		+.02573 mol
Final:	.02573 mol		.02573 mol		.02573 mol
XCl2 = nCl2 ntotal = PCl2 Ptotal
PCl2 1.25 atm = .02573 mol .07719 mol
PCl2=.4167 atm

zoals eerder vermeld, wordt de vorm van een gas volledig bepaald door de tank waarin het gas zich bevindt. Soms kan de container echter kleine gaatjes of lekken hebben. Moleculen zullen uit deze lekken stromen, in een proces dat effusie heet.Omdat massieve moleculen minder dan lichtere moleculen reizen, is de snelheid van effusie specifiek voor elk particulair gas. We gebruiken Graham ‘ s wet om de relatie tussen de snelheid van effusie voor twee verschillende moleculen weer te geven. Deze relatie is gelijk aan de vierkantswortel van de inverse van de moleculaire massa ‘ s van de twee stoffen.

r1 r2

=

μ1 μ1

Where:

r1=effusiesnelheid in moleculen per tijdseenheid van gas”1″
r2 = effusiesnelheid in moleculen per tijdseenheid van gas “2”
u1=molecuulmassa van gas “1”
u2=molecuulmassa van gas “2”

voorheen beschouwden we alleen ideale gassen, die voldoen aan de veronderstellingen van de ideale gaswet.Gassen zijn echter nooit perfect in de ideale staat. Alle atomen van elk gas hebben massa en volume. Wanneer de druk laag is en de temperatuur laag is, gedragen gassen zich op dezelfde manier als gassen in de ideale staat. Wanneer druk en temperatuur stijgen, wijken gassen verder af van de ideale toestand. We moeten uitgaan van nieuwe normen, en nieuwe variabelen overwegen om rekening te houden met deze veranderingen. Een veel voorkomende vergelijking die gebruikt wordt om agas beter weer te geven die niet in de buurt van ideale omstandigheden is de Van der Waals vergelijking, zie hieronder.

P +

n2a V2

V n

– b

= RT

Where the van der Waals constants are:

a is verantwoordelijk voor moleculaire aantrekking
b is verantwoordelijk voor volume van moleculen

onderstaande tabel toont waarden voor A en b van verschillende verbindingen en elementen.

Soort	a (dm6 bar mol-2)	b (dm3 mol-1).
Helium	0.034598	0.023733
Waterstof	0.24646	0.026665
Stikstof	1.3661	0.038577
Oxygen	1.3820	0.031860
Benzine	18.876	0,11974

praktijk Ideal Gas Law Problem:
2,00 g waterstofgas en 19,2 g zuurstofgas worden in een 100,0 L container geplaatst. Deze gassen reageren om H2O(g) te vormen. De temperatuur is 38°C aan het einde van de reactie. a) Wat is de druk aan het einde van de reactie?B) als de temperatuur werd verhoogd tot 77° C, wat zou de nieuwe druk in dezelfde container zijn?Ideale gaswet oplossing.

Oefendruk probleem:
1 mol zuurstofgas en 2 mol ammoniak worden in een container geplaatst en mogen reageren bij 850°C volgens de vergelijking:

4 NH3(g) + 5 O2(g) –> 4 NO(g) + 6 H2O(g)
A) als de totale druk in de tank 5,00 ATM bedraagt, wat zijn dan de partiële druk voor de drie resterende gassen?B) Wat is volgens de wet van Graham de verhouding tussen de effusiesnelheden van NH3(g) en O2(g)?
drukoplossing.

samendrukbaarheid en ideale Gasapproximaties: An Online Interactive Tool