Chimie : loi d'Avogadro et loi des gaz parfaits

La loi d'Avogadro et la loi des gaz parfaits

Chimie

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  • La loi d'Avogadro et la loi des gaz parfaits
  • La loi des pressions partielles de Dalton

Revenons un instant à la théorie moléculaire cinétique. Il déclare que les molécules dans les gaz sont infiniment minuscules et qu'à une température donnée, toutes les molécules de gaz ont exactement la même quantité d'énergie cinétique. Si vous vous souvenez de notre discussion sur la vitesse efficace dans The Kinetic Molecular Theory of Gases , c'est pourquoi les molécules de gaz lourdes se déplacent plus lentement que les molécules légères à n'importe quelle température.



Significations moléculaires

Le volume d'une mole de n'importe quel gaz à température et pression standard est appelé le volume molaire .

Ces propriétés d'un gaz nous amènent à une conclusion intéressante. Une mole de n'importe quel gaz a exactement le même volume dans les mêmes conditions de température qu'une mole de n'importe quel autre gaz. Le volume d'une mole de gaz s'appelle son volume molaire .

Il peut ne pas sembler immédiatement évident pourquoi tous les gaz devraient avoir les mêmes volumes molaires aux mêmes températures. Considérez ceci : si la pression d'un gaz est égale à la force exercée par les particules de gaz poussant sur les côtés du récipient dans lequel il est stocké, et que le volume d'un gaz dépend de sa pression (loi de Boyle), alors les volumes molaires de chaque gaz sont les mêmes. Ce principe a d'abord été compris par Amadeo Avogadro, et est généralement appelé la loi d'Avogadro.

Étant donné que tous les gaz parfaits ont les mêmes volumes molaires, une seule équation peut être utilisée pour exprimer la relation entre le nombre de moles d'un gaz présent et le volume. Cette relation illustrée ci-dessous est appelée la loi des gaz parfaits, illustrée ci-dessous :

  • PV = nRT
Vous avez des problèmes

Problème 4 : Si mon four a un volume de 1 100 L, une température de 250 °C et une pression de 1,0 atm, combien de moles de gaz contient-il ?

P désigne la pression (en atm ou en kPa), V désigne le volume en litres, n est égal au nombre de moles de gaz, R est la constante des gaz parfaits et T est la température du gaz en Kelvin. Il y a deux valeurs possibles pour R, 8,314 L kPa/mol K et 0,08206 L atm/mol K. La valeur utilisée dans chaque problème dépendra de l'unité de pression donnée. Par exemple, si la pression est donnée en atm, R sera de 0,08206 L atm/mol K.

Voyons un exemple de la façon dont cela fonctionne :

Exemple : Mon réfrigérateur a un volume de 1 100 L. Si la température à l'intérieur du réfrigérateur est de 3,0 C et la pression de l'air est de 1,0 atm, combien de moles d'air y a-t-il dans mon réfrigérateur ?

Chimie

La loi des gaz parfaits explique pourquoi les montgolfières fonctionnent. Le nombre de moles d'air à l'intérieur du ballon sera inférieur au nombre de moles d'air à l'extérieur du ballon car l'air à l'intérieur du ballon est plus chaud que l'air extérieur. Parce qu'il y a moins de moles d'air à l'intérieur du ballon qu'à l'extérieur, la masse d'air dans le ballon est également moindre, ce qui fait que le ballon « flotte » au-dessus de l'air froid environnant.

Solution : P = 1,0 atm, V = 1 100 L, R = 0,08206 L atm/mol L (car la pression a été donnée comme 'atm' dans le problème), et T = 276 K. Résoudre pour n en utilisant la loi des gaz parfaits :

  • (1,0 atm) (1 100 L) = n (0,08206 L atm / mol K) (276 K)
  • n = 49 moles

Extrait de The Complete Idiot's Guide to Chemistry 2003 par Ian Guch. Tous droits réservés, y compris le droit de reproduction en tout ou en partie sous quelque forme que ce soit. Utilisé en accord avec Livres Alpha , membre de Penguin Group (USA) Inc.

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