Calculer la pression exercée par 0,3000 mol d'hélium dans un récipient de 0,2000 L à -25 ° C en utilisant
une. loi du gaz idéal
b. van der Waals équation
Quelle est la différence entre les gaz non idéaux et idéaux?
Donné:
uneIl = 0,0341 atm · L2/mol2
bIl = 0,0237 L · mol
Partie 1:Loi du gaz idéal
le gaz idéal la loi est exprimée par la formule:
PV = nRT
où
P = pression
V = volume
n = nombre de taupes de gaz
R = constante de gaz idéal = 0,08206 L · atm / mol · K
T = température absolue
Trouver la température absolue
T = ° C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Trouvez la pression
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) /0,2000 L
Pidéal = 30,55 atm
Partie 2: Équation de Van der Waals
L'équation de Van der Waals est exprimée par la formule
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
où
P = pression
V = volume
n = nombre de moles de gaz
a = attraction entre les particules de gaz individuelles
b = volume moyen de particules de gaz individuelles
R = constante de gaz idéal = 0,08206 L · atm / mol · K
T = température absolue
Résoudre pour la pression
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)2
Pour rendre les calculs plus faciles à suivre, l'équation sera divisée en deux parties où
P = X - Y
où
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
Recombiner pour trouver la pression
P = X - Y
P = 32,152 atm - 0,077 atm
Pnon idéal = 32,075 atm
3e partie - Trouvez la différence entre des conditions idéales et non idéales
Pnon idéal - Pidéal = 32,152 atm - 30,55 atm
Pnon idéal - Pidéal = 1,602 atm
Répondre:
La pression pour le gaz idéal est de 30,55 atm et la pression pour van der Waals équation du gaz non idéal était de 32,152 atm. Le gaz non idéal avait une pression supérieure de 1,602 atm.
Un gaz idéal est un gaz dans lequel les molécules n'interagissent pas entre elles et ne prennent pas de place. Dans un monde idéal, les collisions entre les molécules de gaz sont complètement élastiques. Tous les gaz dans le monde réel ont des molécules de diamètres et qui interagissent entre elles, donc il y a toujours un peu d'erreur dans l'utilisation de toute forme de loi sur les gaz parfaits et van der Waals équation.
Cependant, les gaz nobles agissent un peu comme les gaz idéaux car ils ne participent pas aux réactions chimiques avec d'autres gaz. L'hélium, en particulier, agit comme un gaz idéal car chaque atome est si petit.
D'autres gaz se comportent comme des gaz idéaux lorsqu'ils sont à basse pression et à basse température. Une basse pression signifie qu'il y a peu d'interactions entre les molécules de gaz. Une température basse signifie que les molécules de gaz ont moins d'énergie cinétique, donc elles ne se déplacent pas autant pour interagir entre elles ou avec leur conteneur.