volymen är relaterad mellan alla gaser genom Avogadros hypotes, som säger: Lika stora volymer gaser vid samma temperatur och tryck innehåller lika många molekyler. Från detta härleder vi den molära volymen av en gas (volym/mol gas). Detta värde, vid 1 atm och 0&deg C visas nedan.

Vm =

V n

= 22,4 l vid 0 C och 1 atm

där:

Vm = molvolym, i liter, volymen som en mol gas upptar under dessa förhållanden
V=volym i liter
n=mol gas

en ekvation som kemister kallar den ideala gaslagen, som visas nedan, relaterar volymen, temperaturen och trycket hos en gas, med tanke på mängden närvarande gas.

där:

p=Tryck i atm
t=temperatur i Kelvin
R är den molära gaskonstanten, där R=0, 082058 L atm mol-1 K-1.

den ideala gaslagen förutsätter flera faktorer om gasmolekylerna.Volymen av molekylerna anses försumbar jämfört med volymen av behållaren i vilken de hålls. Vi antar också att gasmolekyler rör sig slumpmässigt och kolliderar i helt elastiska kollisioner. Attraktiva och repulsiva krafter mellan molekylerna anses därför försumbara.

exempelproblem: en gas utövar ett tryck på 0, 892 atm i en 5, 00 L behållare vid 15 kcal C. gasens densitet är 1, 22 g/L. Vad är gasens molekylmassa?

Svar:

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

Vi kan också använda den ideala gaslagen för att kvantitativt bestämma hur förändringtryck, temperatur, volym och antal mol ämnepåverkar systemet. Eftersom gaskonstanten, R, är densamma för alla gaser i alla situationer, om du löser för R i den ideala gaslagen och sedan ställer in två gaslagar lika med varandra, har du den kombinerade gaslagen:

P1V1 n1T1

=

P2V2 n2T2

värden med ett abonnemang på ” 1 ”hänvisar till initiala förhållanden
värden med ett abonnemang på” 2 ” hänvisar till slutliga förhållanden

Om du känner till de ursprungliga villkoren för ett system och vill bestämmanytt tryck när du har ökat volymen samtidigt som antalet avmol och temperaturen är densamma, anslut alla värden du känner till ochLös sedan helt enkelt för det okända värdet.

exempelproblem: ett 25,0 mL prov av gas är inneslutet i en kolv vid 22 kg C. Om kolven placerades i ett isbad vid 0 kg C, Vad skulle den nya gasvolymen vara om trycket hålls konstant?

Svar:

eftersom trycket och antalet mol hålls konstant behöver vi inte representera dem i ekvationen eftersom deras värden kommer att avbryta. Så kombinerad gas lag ekvation blir:

V1 T1 = V2 T2

25.0 mL 295 K = V2 273 k

v2 = 23,1 ml

vi kan tillämpa den ideala gaslagen för att lösa flera problem. Hittills har vi bara övervägt gaser av ett ämne, rena gaser. Vi förstår också vad som händer när flera ämnen blandas i en behållare. Enligt Daltons lag om partiella tryck vet vi att det totala trycket som utövas på en behållare av flera olika gaser är lika med summan av trycket som utövas på behållaren av varje gas.

där:

Pt = totalt tryck
P1=partiellt tryck av gas ”1”
P2=partiellt tryck av gas ” 2 ”
och så vidare

med hjälp av den ideala gaslagen och jämförelse av trycket av en gas till det totala trycket löser vi för molfraktionen.

P1 Pt

=

n2 RT/V nt RT/V

=

n1 nt

= X1

Where:

X1 = molfraktion av gas ” 1 ”

och upptäck att partialtrycket för varje gas i blandningen är lika med det totala trycket multiplicerat med molfraktionen.

P1 =

n1 nt

pt = x1pt

exempelproblem: ett 10,73 g prov av PCL5 placeras i en 4,00 l kolv vid 200 kcal C.
A) Vad är kolvens initiala tryck innan någon reaktion äger rum?
b) PCl5 dissocierar enligt ekvationen: PCl5(g) –> PCl3(g) + Cl2 (g). Om hälften av det totala antalet mol PCl5(g) dissocierar och det observerade trycket är 1,25 atm, vad är partialtrycket för Cl2(g)?

Svar:
a) 10,73 g PCl5 x 1 mol 208,5 g = 0.05146 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

som vi nämnde tidigare bestäms formen av en gas helt av behållaren i vilken gasen hålls. Ibland kan dock behållaren ha små hål eller läckor. Molekyler kommer att strömma ut ur dessa läckor, i en process som kallas effusion.Eftersom massiva molekyler färderlägre än lättare molekyler är effusionshastigheten specifik för varjespeciell gas. Vi använder Grahams lag för att representera förhållandet mellan effusionshastigheter för två olika molekyler. Detta förhållande är lika med kvadratroten av den inversa avmolekylära massor av de två substanserna.

r1 r2

=

μ1 μ1

Where:

r1=effusionshastighet i molekyler per tidsenhet för gas ”1”
r2=effusionshastighet i molekyler per tidsenhet för gas ”2”
u1=molekylmassa av gas ”1”
u2=molekylmassa av gas ” 2 ”

tidigare ansåg vi bara ideala gaser, de som passar antagandena om den ideala gaslagen.Gaser är dock aldrig helt i perfekt skick. Alla atomer i varje gas har massa och volym. När trycket är lågt och temperaturen är låg, uppträder gaser på samma sätt som gaser i idealtillstånd. När tryck och temperatur ökar avviker gaserna längre från det ideala tillståndet. Vi måste anta nya standarder och överväga nya variabler för att redogöra för dessa förändringar. En vanlig ekvation som används för att bättre representera agas som inte är nära ideala förhållanden är van der Waals ekvation, sett nedan.

P +

n2a V2

V n

– b

= RT

Where the van der Waals constants are:

A står för molekylär attraktion
b står för volymen av molekyler

tabellen nedan visar värden för a och b av flera olika föreningar och element.

arter	a (dm6 bar mol-2)	b (dm3 mol-1)
Helium	0.034598	0, 023733
väte	0, 24646	0, 026665
kväve	1, 3661	0, 038577	syre	1.3820	0.031860
bensen	18.876	0.11974

Practice Ideal Gas Law Problem:
2,00 g vätgas och 19,2 g syrgas placeras i en 100,0 L Behållare. Dessa gaser reagerar för att bilda H2O (g). Temperaturen är 38 C i slutet av reaktionen.
a) Vad är trycket i slutet av reaktionen?
b) Om temperaturen höjdes till 77 c c, vad skulle det nya trycket vara i samma behållare?Idealisk gas lag lösning.

öva tryckproblem:
1 mol syrgas och 2 mol ammoniak placeras i en behållare och tillåts attreagera vid 850 C C enligt ekvationen:

4 NH3(g) + 5 O2(g) – > 4 NO(g) + 6 H2O(g)
a) om det totala trycket i behållaren är 5,00 ATM, vad är deltrycket för de tre gaserna kvar?
b) med Grahams lag, Vad är förhållandet mellan effusionshastigheterna för NH3(g) och O2 (g)?
Trycklösning.

kompressibilitet och ideala Gasapproximationer: An Online Interactive Tool