Problem Avogadrovog zakona

Avogadrov zakon o plinu kaže svezak plina proporcionalna je broju molova plina prisutan kada su temperatura i tlak održavani konstantnim. Ovaj primjer problema pokazuje kako se primjenom Avogadrovog zakona može odrediti količina plina kada se u sistem doda više plina.

Prije nego što riješite bilo koji problem vezan uz Avogadrov zakon o plinu, važno je pregledati jednadžbu ovog zakona. Nekoliko je načina kako to napisati zakon o plinu, što je matematički odnos. Može se ustvrditi:

k = V / n

Ovdje je k konstanta proporcionalnosti, V volumen plina, a n broj mola plina. Avogadrov zakon također znači da je idealna konstanta plina ista vrijednost za sve plinove, pa:

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

gdje je p pritisak plina, V je volumen, T je temperatura, a n je broj molova.

Uzorak od 6 L pri temperaturi od 25 ° C i 2,00 atm sadrži 0,5 mola plina. Ako se doda dodatnih 0,25 mola plina pri istom tlaku i temperaturi, koji je konačni ukupni volumen plina?

Prvo, izrazite Avogadrov zakon njegovom formulom:

V_ja/ n_ja = V_f/ n_f
gdje
V_ja = početni volumen
n_ja = početni broj molova
V_f = konačni volumen
n_f = konačni broj molova

Za ovaj primjer, V_ja = 6,0 L i n_ja = 0,5 mola. Kada se doda 0,25 mol:

n_f = n_ja + 0,25 mola
n_f = 0,5 mola = 0,25 mola
n_f = 0,75 mol

Jedina preostala varijabla je konačni volumen.

V_ja/ n_ja = V_f/ n_f

Riješite za V_f

V_f = V_jan_f/ n_ja
V_f = (6,0 L x 0,75 mola) / 0,5 mola
V_f = 4,5 L / 0,5 V_f = 9 L

Provjerite ima li odgovor smisla. Očekujete da će se volumen povećati ako se doda više plina. Je li konačni volumen veći od početnog volumena? Da. Izvršavanje ove provjere korisno je jer je u nazivnik lako staviti početni broj molova i brojnik. Da se to dogodilo, odgovor konačnog volumena bio bi manji od početnog volumena.

Dakle, konačni volumen plina je 9,0

• Za razliku od Avogadrov broj, Avogadrov zakon je zapravo predložio Amedeo Avogadro. 1811. godine hipotetizirao je dva uzorka idealnog plina s istim volumenom, a pod istim tlakom i temperaturom sadržavao je isti broj molekula.
• Avogadrov zakon naziva se i Avogadrovim principom ili Avogadrovom hipotezom.
• Kao i drugi zakoni o idealnom plinu, Avogadrov zakon samo približava ponašanje stvarnih plinova. U uvjetima visoke temperature ili tlaka zakon je netočan. Odnos najbolje funkcionira za plinove pod niskim i običnim temperaturama. Također, manje čestice plina - helij, vodik i dušik - daju bolje rezultate od većih molekula za koje je vjerojatnije da će međusobno djelovati.
• Drugi matematički odnos koji se koristi za izražavanje Avogadrovog zakona je:

V / n = k

Ovdje je V volumen, n je broj molova plina, a k je konstanta proporcionalnosti. Važno je napomenuti da to znači da je idealna konstanta plina isto za sve plinove.