Qual é a constante de gás?
A constante de gás (representada pela letra R), também conhecida como constante de gás ideal, é uma função da pressão (P), volume (V), temperatura (T) e moles de um gás (n) em uma estequiométrica equação. A equação PV = nRT é conhecida como lei dos gases ideais. O valor de R pode ser encontrado reorganizando a equação para ler R = (PV) / (nT). Em outras palavras, a constante de gás é a pressão do gás multiplicada por seu volume, dividida pelo número de mols do gás multiplicado por sua temperatura em Kelvins.
Os gases ideais são hipotéticos - eles obedecem estritamente a todas as leis simples dos gases e têm um volume molar de 22,4141 litros na temperatura e pressão padrão (STP), que é 273 Kelvin, 1 atmosfera. No STP, no entanto, a maioria dos gases se comporta como gases ideais, de modo que o valor de R é geralmente 0,0821 L atm / mol K ou 8,3145 J / mol K. Por exemplo, a lei do gás ideal e a constante do gás podem ser usadas para encontrar a pressão de 0,508 moles de oxigênio em um recipiente de 15 litros a 303 Kelvin. O volume, a temperatura e o número de moles são conhecidos.
P = (nRT) / V = (0,508 mol x 0,0821 L atm x 303 K) / 15,0 L mol K = 0,842 atm
As coisas mudam quando um gás está em baixa temperatura ou sob alta pressão. Sob essas condições, as moléculas de gás estão se aproximando mais lentamente e, portanto, forças intermoleculares, chamadas van der Waals, fazem com que a pressão medida seja menor que o esperado. Quando as moléculas estão mais próximas, o volume das moléculas reais também se torna uma fração mais alta do volume total do gás.
Para compensar o comportamento dos gases reais, a equação de van der Waals entra em jogo. A expressão (n 2 a) / V 2 compensa as forças intermoleculares da atração e a expressão nb compensa o volume das moléculas de gás. Juntos, esses termos compõem a equação de van der Waals:
[P + (n2 a) / V2] x (V-nb) = nRT
As expressões n 2 a e nb são chamadas constantes de van der Waals e devem ser determinadas experimentalmente. A equação de van der Waals é necessária apenas quando o gás está em alta temperatura ou baixa pressão. Se o gás estiver à temperatura ambiente ou acima dela e a uma pressão menor que algumas atmosferas, a lei ideal do gás se aplicará.