¿Cuál es la constante de gas?

La constante de gas (representada por la letra R), también conocida como la constante de gas ideal, es una función de la presión (P), el volumen (V), la temperatura (T) y los moles de un gas (N) en una ecuación estequiométrica. La ecuación PV = NRT se conoce como la ley de gas ideal. El valor de R se puede encontrar reorganizando la ecuación para leer R = (PV) / (NT). En otras palabras, la constante de gas es la presión del gas multiplicado por su volumen, dividido por el número de moles de gas multiplicado por su temperatura en los regalos.

Los gases ideales son hipotéticos: obedecen estrictamente todas las leyes de gas simple y tienen un volumen molar de 22.4141 litros a temperatura y presión estándar (STP), que es 273 Kelvin, 1 atmósfera. Sin embargo, en STP, la mayoría de los gases se comportan como gases ideales, por lo que el valor de R es generalmente 0.0821 L ATM / MOL K o 8.3145 J / mol K. Por ejemplo, la ley de gas ideal y la constante de gases se pueden usar para encontrar la presión de 0.508 moles de oxígeno en un contenedor de 15 litros a 303 kelvin. El voluSe conocen la temperatura y el número de moles.

p = (nrt) / v = (0.508 mol x 0.0821 l atm x 303 k) / 15.0 l mol k = 0.842 atm

Las cosas cambian cuando un gas está a baja temperatura o bajo alta presión. En estas condiciones, las moléculas de gas se están acercando y más lentamente, por lo que las fuerzas intermoleculares, llamadas van der Waals, hacen que la presión medida sea menor de lo esperado. Cuando las moléculas están más juntas, el volumen de las moléculas reales también se convierte en una fracción más alta del volumen total del gas.

Para compensar el comportamiento de los gases reales, la ecuación de Van der Waals entra en juego. La expresión (n 2 a)/v 2 compensa las fuerzas intermoleculares de la atracción, y la expresión Nb compensa el volumen de moléculas de gas. Juntos, estos términos conforman la ecuación de Van der Waals:

[P + (n 2 a)/v 2 ]x (v-nb) = nrt

Las expresiones n 2 a y nb se llaman constantes van der Waals, y deben determinarse experimentalmente. La ecuación de Van der Waals solo es necesaria cuando el gas está a alta temperatura o baja presión. Si el gas está a la temperatura ambiente o superior y a una presión inferior a unas pocas atmósferas, se aplicaría la ley de gas ideal.