Izračunajte tlak na 0,3000 mola helija u spremniku od 0,2000 L na -25 ° C koristeći
a. zakon o idealnom plinu
b. van der Waals jednadžba
Koja je razlika između neidealnih i idealnih plinova?
S obzirom na:
On = 0,0341 atm · L2/mol2
bOn = 0,0237 L · mol
1. dio:Idealni zakon o plinu
idealni plin zakon se izražava formulom:
PV = nRT
gdje
P = pritisak
V = glasnoća
n = broj od mol plina
R = konstanta idealnog plina = 0,08206 L · atm / mol · K
T = apsolutna temperatura
Pronađite apsolutnu temperaturu
T = ° C + 273,15
T = -25 + 273,15
T = 248,15 K
Pronađite pritisak
PV = nRT
P = nRT / V
P = (0,3000 mol) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) / 0,02 L
Pidealan = 30,55 atm
2. dio: Van der Waalsova jednadžba
Van der Waalsova jednadžba izražena je formulom
P + a (n / V)2 = nRT / (V-nb)
gdje
P = pritisak
V = glasnoća
n = broj molova plina
a = privlačnost između pojedinih čestica plina
b = prosječni volumen pojedinih čestica plina
R = konstanta idealnog plina = 0,08206 L · atm / mol · K
T = apsolutna temperatura
Riješite se za pritisak
P = nRT / (V-nb) - a (n / V)
Da bi matematiku bilo lakše slijediti, jednadžba će se podijeliti na dva dijela gdje
P = X - Y
gdje
X = nRT / (V-nb)
Y = a (n / V)2
X = P = nRT / (V-nb)
X = (0,3000 mola) (0,08206 L · atm / mol · K) (248,15) / [0,2000 L - (0,3000 mola) (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 mola / 0,2000 L]2
Y = 0,0341 atm · L2/mol2 x (1,5 mola / l)2
Y = 0,0341 atm · L2/mol2 x 2,25 mol2/ L2
Y = 0,077 atm
Pokušajte pronaći pritisak
P = X - Y
P = 32,152 atm - 0,077 atm
Pnesavršen = 32.075 atm
3. dio - Pronađite razliku između idealnih i ne idealnih uvjeta
Pnesavršen - Pidealan = 32.152 atm - 30.55 atm
Pnesavršen - Pidealan = 1.602 atm
Odgovor:
Tlak idealnog plina je 30,55 atm, a tlak van der Waals jednadžba neidealnog plina bilo je 32.152 atm. Neidealni plin imao je veći pritisak za 1,602 atm.
Idealan plin je onaj u kojem molekule ne djeluju međusobno i ne zauzimaju nikakav prostor. U idealnom svijetu sudari između molekula plina potpuno su elastični. Svi plinovi u stvarnom svijetu imaju molekule promjera i koji međusobno djeluju, dakle Uvijek je korištena greška u korištenju bilo kojeg oblika Zakona o idealnim plinovima i van der Waals jednadžba.
Međutim, plemeniti plinovi djeluju poput idealnih plinova jer ne sudjeluju u kemijskim reakcijama s drugim plinovima. Helij djeluje poput idealnog plina jer je svaki atom tako sitan.
Ostali plinovi ponašaju se poput idealnih plinova kada su pod niskim tlakom i temperaturama. Niski tlak znači malo interakcija između molekula plina. Niska temperatura znači da molekule plina imaju manje kinetičke energije, tako da se ne kreću toliko da komuniciraju međusobno ili sa svojim spremnikom.