Avogadros Gesetz und das ideale Gasgesetz
Kehren wir für einen Moment zur Kinetischen Molekulartheorie zurück. Es besagt, dass die Moleküle in Gasen unendlich winzig sind und dass bei jeder gegebenen Temperatur alle Gasmoleküle genau die gleiche Menge an kinetischer Energie haben. Wenn Sie sich an unsere Diskussion der RMS-Geschwindigkeit aus der Kinetischen Molekulartheorie von Gasen erinnern, reisen schwere Gasmoleküle bei jeder Temperatur langsamer als leichte.,
Das Volumen eines Mols eines Gases bei Standardtemperatur und-druck wird als Molvolumen bezeichnet.
Diese Eigenschaften eines Gases führen uns zu einer interessanten Schlussfolgerung. Ein Mol eines Gases hat genau das gleiche Volumen unter den gleichen Temperaturbedingungen wie ein Mol eines anderen Gases. Das Volumen eines Mols eines Gases wird als Molvolumen bezeichnet.
Es scheint nicht sofort klar zu sein, warum alle Gase bei gleichen Temperaturen die gleichen Molvolumina haben sollten., Bedenken Sie Folgendes: Wenn der Druck eines Gases gleich der Kraft ist, die von Gaspartikeln ausgeübt wird, die auf die Seiten des Behälters drücken, in dem es gespeichert ist, und das Volumen eines Gases von seinem Druck abhängt (Boyles Gesetz), dann sind die molaren Volumina jedes Gases gleich. Dieses Prinzip wurde zuerst von Amadeo Avogadro verstanden und wird normalerweise als Avogadros Gesetz bezeichnet.
Da alle idealen Gase die gleichen Molvolumina haben, kann eine einzige Gleichung verwendet werden, um die Beziehung zwischen der Anzahl der Mol eines vorhandenen Gases und dem Volumen auszudrücken., Diese unten gezeigte Beziehung wird als ideales Gasgesetz bezeichnet, wie unten gezeigt:
- PV = nRT
Problem 4: Wenn mein Ofen ein Volumen von 1.100 L, eine Temperatur von 250 ° C und einen Druck von 1,0 atm hat, wie viele Mol Gas es halten?
P bezeichnet den Druck (entweder in atm oder in kPa), V bezeichnet das Volumen in Litern, n ist gleich der Anzahl der Mol des Gases, R ist die ideale Gaskonstante und T ist die Temperatur des Gases in Kelvin. Es gibt zwei mögliche Werte für R, 8.,314 L kPa / mol K und 0,08206 L atm / mol K. Der in jedem Problem verwendete Wert hängt von der angegebenen Druckeinheit ab. Wenn beispielsweise der Druck in atm angegeben wird, beträgt R 0,08206 L atm / mol K.
Lassen Sie uns ein Beispiel dafür sehen, wie dies funktioniert:
Beispiel: Mein Kühlschrank hat ein Volumen von 1.100 L. Wenn die Temperatur im Kühlschrank 3,0 º C und der Luftdruck 1,0 atm beträgt, wie viele Luftmolen befinden sich in meinem Kühlschrank?
Das ideale gasgesetz erklärt, warum Heißluftballons funktioniert., Die anzahl der mole von luft innerhalb der ballon wird weniger als die anzahl der mole von luft außerhalb der ballon weil die luft innerhalb der ballon ist wärmer als die außerhalb luft. Da sich innerhalb des Ballons weniger Luftmolen als außerhalb befinden, ist auch die Luftmasse im Ballon geringer, wodurch der Ballon über der umgebenden kalten Luft „schwebt“.
- (1.0 atm)(1,100 L) = n (0.08206 L-atm/mol K)(276 K)
- n= 49 mol
Auszug aus Dem Complete Idiot ‚ s Guide zur Chemie, © 2003 by Ian Guch., Alle Rechte vorbehalten, einschließlich des Rechts der Reproduktion ganz oder teilweise in irgendeiner Form. Verwendet nach Absprache mit Alpha Books, einem Mitglied der Penguin Group (USA) Inc.
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