Quelle est la constante de gaz?
La constante de gaz (représentée par la lettre R), également appelée constante de gaz idéale, est fonction de la pression (P), du volume (V), de la température (T) et des moles d’un gaz (n) dans une courbe stœchiométrique. équation. L'équation PV = nRT est connue sous le nom de loi des gaz parfaits. La valeur de R peut être trouvée en réorganisant l’équation pour lire R = (PV) / (nT). En d'autres termes, la constante de gaz est la pression du gaz multipliée par son volume, divisée par le nombre de moles de gaz multipliée par sa température en Kelvin.
Les gaz parfaits sont hypothétiques - ils respectent scrupuleusement toutes les lois des gaz simples et ont un volume molaire de 22,4141 litres à température et pression standard (STP), soit 273 Kelvin, 1 atmosphère. Cependant, à STP, la plupart des gaz se comportent comme des gaz parfaits. Par conséquent, la valeur de R est généralement de 0,0821 L atm / mol K ou de 8,3145 J / mol K. Par exemple, la loi des gaz parfaits et la constante des gaz peuvent être utilisés pour trouver la pression. 0,508 mole d'oxygène dans un récipient de 15 litres à 303 Kelvin. Le volume, la température et le nombre de moles sont connus.
P = (nRT) / V = (0,508 mol x 0,0821 L atm x 303 K) / 15,0 L mol K = 0,842 atm
Les choses changent lorsqu'un gaz est à basse température ou sous haute pression. Dans ces conditions, les molécules de gaz se rapprochent plus lentement et plus lentement, de sorte que les forces intermoléculaires, appelées van der Waals, entraînent une pression mesurée inférieure à celle attendue. Lorsque les molécules sont plus proches les unes des autres, le volume des molécules réelles devient également une fraction plus élevée du volume total du gaz.
Pour compenser le comportement de gaz réels, l'équation de van der Waals entre en jeu. L'expression (n 2 a) / V 2 compense les forces d'attraction intermoléculaires et l'expression nb compense le volume des molécules de gaz. Ensemble, ces termes constituent l’équation de van der Waals:
[P + (n 2 a) / V 2 ] x (V-nb) = nRT
Les expressions n 2 a et nb sont appelées constantes de van der Waals et doivent être déterminées expérimentalement. L'équation de van der Waals n'est nécessaire que lorsque le gaz est à haute température ou à basse pression. Si le gaz est égal ou supérieur à la température ambiante et à une pression inférieure à quelques atmosphères, la loi des gaz parfaits s’applique.