Echt gas

Wat is een echt gas?

A echt gas Het is er een die in de natuur bestaat met verschillende chemische structuren en die geen geïdealiseerd gedrag vertoont. Het kunnen diatomaire moleculen zijn zoals zuurstof, stikstof, enz., evenals monoatomische moleculen, waaronder helium, neon en anderen. Er kunnen zelfs zwaardere gassen zijn, bijvoorbeeld koolstofdioxide, methaan en ammoniak.

Ideale gassen is een gemaakt model dat het gedrag van gassen begeleidt vóór verschillende omgevingscondities. De So -called Ideal Gases Law werd opgericht door Benoit Paul Émile CaPeyron in 1834, in de volgende formule uitgewerkt: PV = NRT.

Als stikstof ideaal en niet echt gedrag vertoont, kan het nooit vloeibaar zijn en bestaan ​​als cryogene vloeistof. Bron: Stryn via Wikipedia.

De wet is gebaseerd op een reeks veronderstellingen, waaronder: ervan uitgaande dat de moleculen van een gas dimensies missen, dat wil zeggen dat ze punctueel zijn en dat er geen trekkrachten zijn tussen deze moleculen.

Koninklijke gassen voldoen niet aan deze veronderstellingen. Onder bepaalde omstandigheden, zoals hoge drukken en lage temperaturen, ontsnappen ze aan het compartiment van ideale gassen door het vergroten van intermoleculaire krachten. Het verhoogt ook het aandeel van het volume van de moleculen in relatie tot de totale ruimte die door het gas wordt ingenomen.

Kenmerken van echte gassen

Bestaan ​​van intermoleculaire krachten

Onder de moleculen van een gas is er een aantrekkingskracht die de neiging heeft om hun mobiliteit te beperken. Deze intermoleculaire krachten staan ​​bekend als van der Waals-troepen, ter ere van de Nederlandse wetenschapper Johannes van der Waals (1837-1923).

Deze intermoleculaire krachten zijn de Dipolo-Dipolo-interactie en de dispersieve krachten van Londen. Evenzo introduceerde Van der Waals in 1873 het effect van intermoleculaire krachten op de staatsvergelijkingen van een gas.

Bij het overwegen van dergelijke interacties is er een belangrijke afwijking van het gedrag van echte gassen in relatie tot ideale gassen; Vooral tot hoge drukken en een vermindering van het gasvolume, wat een grotere interactie tussen gasvormige moleculen produceert.

Het kan u van dienst zijn: 7 Chemistry Laboratory Practices (eenvoudig)

Moleculen volume

Onder de kenmerken die worden toegeschreven aan de ideale gassen moeten als punctueel worden beschouwd als hun moleculen; En daarom is het volume dat ze bezetten ten opzichte van de totale gasruimte te verwaarlozen.

Het volume dat wordt bezet door de moleculen van een echt gas kan echter belangrijk zijn wanneer het gas wordt onderworpen aan een druk die een vermindering van het volume veroorzaakt, waardoor het aandeel van het volume van de gasmoleculen in relatie tot de totale bezette ruimte voor gas wordt verhoogd.

Deze situatie verhoogt de grootte van intermoleculaire krachten in gas wanneer hun moleculen naderen, wat enkele veranderingen in gaseigenschappen met zich meebrengt. Er is bijvoorbeeld een afname van de theoretische druk van het gas dat wordt uitgeoefend op de wanden van de container die deze bevat.

Dit komt omdat de frequentie van de botsingen van de gasmoleculen tegen de wanden van de container afneemt. Ondertussen nemen botsingen tussen dezelfde moleculen toe, zodat hun mobiliteit wordt afgenomen.

Van der Waals vergelijking

Echte gassen kunnen de naleving van de ideale gassenwet (PV = NRT) benaderen onder specifieke omstandigheden. Maar niet onder alle voorwaarden, het produceren van de noodzaak om de gevestigde wet te wijzigen.

Verschillende auteurs gaven hun bijdrage aan een aanpassing die zich kon aanpassen aan echte gassen. Onder deze bijdragen is de VAN DER WAALS -vergelijking:

(P + An²/V²) (V-nb) = nrt

De uitdrukking (een²/V²) Het is een correctie als gevolg van de afname van de druk die wordt uitgeoefend door het gasproduct van de interactie tussen de gasmoleculen. De term 'a' is een empirische constante die typerend is voor elk gas en dat heeft als een eenheid L²· ATM · mol^-2.

Kan u van dienst zijn: kaliumjodide (ki): structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik, risico's

De expressie (V-NB) corrigeert het effect van het negeren van het volume dat wordt bezet door de moleculen van een gas op de eigenschappen van een echt gas. De term 'B' wordt empirisch verkregen en heeft als een eenheid: L · mol^-1, waarvan de waarde varieert voor elk gas. B. vertegenwoordigt ook het volume dat wordt bezet door gasmoleculen.

Joule-Thompson-effect

Wanneer een echt gas wordt gedwongen een klep over te steken, is er een vermindering van het volume; Maar wanneer het het laat, wordt het uitgezet, wat een daling van de gastemperatuur veroorzaakt. Deze functie heeft de toepassing gevonden in koeling.

Compressiefactor (z) of gascompresseerbaarheid

De compressiefactor (PV/NRT) is een relatie die in de ideale gassen een constante waarde van 1 heeft, ongeacht de druk of temperatuur waaraan ze worden onderworpen.

Integendeel, echte gassen, zoals: waterstof (h₂), stikstof (n₂), zuurstof (of₂) en koolstofdioxide (CO₂), heb een waarde voor de compressiefactor groter dan 1 wanneer de druk die erop wordt uitgeoefend groter is dan 400 atm.

Koolstofdioxide en zuurstof kunnen echter een compressiefactorwaarde hebben van minder dan 1 voor een lagere druk minder dan 400 atmosferen. Concluderend: de compressiefactor is niet constant in echte gassen.

Liquefación

Ideale gassen wanneer onderhevig aan een compressie- en adiabatisch expansieproces hun temperatuur verlaagt en hun dichtheid verhogen. Maar zonder een faseverandering. Echte gassen daarentegen ervaren een faseverandering: ze zijn vloeibaar gemaakt, ze gaan naar de vloeibare fase.

Van der Waals vergelijkingstoepassing

Bereken de druk die wordt uitgeoefend door een methaangas (echt gas) in een 0 -container.5 L A 25 ºC.

Kan u van dienst zijn: calciumcarbide (CAC2): structuur, eigenschappen, verkrijgen, gebruik

a) Bij het toepassen van de ideale gasevergelijking.

b) Bij het toepassen van de van der Waal -vergelijking met een waarde voor de constante 'a' van 2.25 l²· ATM · mol^-2 en 0.0428 voor de constante 'B'.

In subsectie a)

PV = NRT

P = NRT/V

= (1 mol) (0.082 L · ATM · mol^-1· K^-1) (298 K) / (0.50 l)

= 48.87 ATM

En in subsectie b)

(P + An²/V²) (V-nb) = nrt

A = 225 L²· ATM · mol^-2

B = 0.0428 L · mol^-1

[P + (1 mol)²(2.25 l²· ATM · mol^-2/(0.5 l)²)] [(0.500 L - 0.0428 l)] = (1 mol) (0.082 L · ATM · mol^-1) (298 K)

(P + 9 ATM) (0.4572 l) = 24.36 ATM · L

P = 44.28 ATM

Een afname van de druk die wordt uitgeoefend door echt gas wordt waargenomen wanneer de van der Waals -vergelijking wordt gebruikt in plaats van de ideale gasevergelijking. Dit is een gevolg van het bestaan ​​van intermoleculaire krachten en het volume van gasemoleculen.

Echte gasvoorbeelden

Alle gassen die in de natuur bestaan, zijn reëel, inclusief gassen met diatomaire moleculen, zoals zuurstof, stikstof, waterstof, chloor, fluor, broom en jodium; en monoatomische gassen, zoals helium, argon, crypton, neon en radon.

Naast chemische verbindingen in gasvormige toestand zoals butaan, onder andere kooldioxide, zwaveldioxide, methaan, onder andere.

Referenties

1. Walter J. Moore. (1963). Fysische chemie. In chemische kinetiek. Vierde editie, Longmans.
2. Iran. Levine. (2009). Principes van fysicochemie. Zesde editie. MC Graw Hill.
3. Wikipedia. (2020). Echt gas. Opgehaald uit: in.Wikipedia.borg
4. Helmestine, Anne Marie, pH.D. (25 augustus 2020). Echte gasdefinitie en examens. Hersteld van: Thoughtco.com
5. Clark Jim. (2017). Ideale gassen en de ideale gaswetgeving. Hersteld van: chemguide.co.Uk
6. Chemistry Libhethexts. (10 mei 2019). Echte gassen. Hersteld van: chem.Librhetxts.borg
7. Encyclopedia of Voorbeelden (2019). Ideaal gas en echt gas. Hersteld van: voorbeelden.co