Exemple de problème de loi d'Avogadro

La loi sur le gaz d'Avogadro stipule le le volume d'un gaz est proportionnel au nombre de moles de gaz présents lorsque la température et la pression sont maintenues constantes. Cet exemple de problème montre comment utiliser la loi d'Avogadro pour déterminer le volume d'un gaz lorsque davantage de gaz est ajouté au système.

Avant de pouvoir résoudre tout problème concernant la loi sur le gaz d'Avogadro, il est important de revoir l'équation de cette loi. Il y a plusieurs façons d'écrire ceci loi sur le gaz, qui est une relation mathématique. On peut dire:

k = V / n

Ici, k est une constante de proportionnalité, V est le volume d'un gaz et n est le nombre de moles d'un gaz. La loi d'Avogadro signifie également que la constante de gaz idéale est la même valeur pour tous les gaz, donc:

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

où p est la pression d'un gaz, V est le volume, T est la température et n est le nombre de moles.

Un échantillon de 6,0 L à 25 ° C et 2,00 atm de pression contient 0,5 mole de gaz. Si 0,25 mole de gaz supplémentaire à la même pression et à la même température est ajoutée, quel est le volume total final du gaz?

Tout d'abord, exprimez la loi d'Avogadro par sa formule:

V_je/ n_je = V_F/ n_F
où
V_je = volume initial
n_je = nombre initial de grains de beauté
V_F = volume final
n_F = nombre final de grains de beauté

Pour cet exemple, V_je = 6,0 L et n_je = 0,5 mole. Lorsque 0,25 mole est ajoutée:

n_F = n_je + 0,25 mole
n_F = 0,5 mole = 0,25 mole
n_F = 0,75 mole

La seule variable restante est le volume final.

V_je/ n_je = V_F/ n_F

Résoudre pour V_F

V_F = V_jen_F/ n_je
V_F = (6,0 L x 0,75 mole) / 0,5 mole
V_F = 4,5 L / 0,5 V_F = 9 L

Vérifiez si la réponse a du sens. Vous vous attendez à ce que le volume augmente si plus de gaz est ajouté. Le volume final est-il supérieur au volume initial? Oui. Cette vérification est utile car il est facile de mettre le nombre initial de moles dans le numérateur et le nombre final de moles dans le dénominateur. Si cela s'était produit, la réponse au volume final aurait été plus petite que le volume initial.

Ainsi, le volume final du gaz est de 9,0

• contrairement à Le numéro d'Avogadro, La loi d'Avogadro a été proposée par Amedeo Avogadro. En 1811, il a émis l'hypothèse que deux échantillons d'un gaz idéal avec le même volume et à la même pression et température contenaient le même nombre de molécules.
• La loi d'Avogadro est aussi appelée principe d'Avogadro ou hypothèse d'Avogadro.
• Comme les autres lois des gaz idéaux, la loi d'Avogadro ne fait qu'approcher le comportement des gaz réels. Dans des conditions de température ou de pression élevées, la loi est inexacte. La relation fonctionne mieux pour les gaz maintenus à basse pression et à des températures ordinaires. De plus, des particules de gaz plus petites - hélium, hydrogène et azote - donnent de meilleurs résultats que des molécules plus grandes, qui sont plus susceptibles d'interagir les unes avec les autres.
• Une autre relation mathématique utilisée pour exprimer la loi d'Avogadro est:

V / n = k

Ici, V est le volume, n est le nombre de moles de gaz et k est la constante de proportionnalité. Il est important de noter que cela signifie que la constante de gaz idéale est le même pour tous les gaz.