Problema di esempio della legge di Avogadro

La legge sul gas di Avogadro afferma il volume di un gas è proporzionale al numero di moli di gas presente quando la temperatura e la pressione sono mantenute costanti. Questo problema di esempio dimostra come utilizzare la legge di Avogadro per determinare il volume di un gas quando viene aggiunto più gas al sistema.

Prima di poter risolvere qualsiasi problema relativo alla legge sul gas di Avogadro, è importante rivedere l'equazione per questa legge. Ci sono alcuni modi per scrivere questo legge sul gas, che è una relazione matematica. Si può affermare:

k = V / n

Qui, k è una costante di proporzionalità, V è il volume di un gas e n è il numero di moli di un gas. La legge di Avogadro significa anche che la costante di gas ideale ha lo stesso valore per tutti i gas, quindi:

costante = p₁V₁/ T₁n₁ = P₂V₂/ T₂n₂
V₁/ n₁ = V₂/ n₂
V₁n₂ = V₂n₁

dove p è la pressione di un gas, V è il volume, T è la temperatura e n è il numero di moli.

Un campione da 6,0 L a 25 ° C e 2,00 atm di pressione contiene 0,5 mole di gas. Se vengono aggiunti altri 0,25 moli di gas alla stessa pressione e temperatura, qual è il volume totale finale del gas?

Innanzitutto, esprimi la legge di Avogadro con la sua formula:

V_io/ n_io = V_f/ n_f
dove
V_io = volume iniziale
n_io = numero iniziale di moli
V_f = volume finale
n_f = numero finale di moli

Per questo esempio, V_io = 6,0 L e n_io = 0,5 mole. Quando si aggiunge 0,25 mole:

n_f = n_io + 0,25 mole
n_f = 0,5 mole = 0,25 mole
n_f = 0,75 mole

L'unica variabile rimasta è il volume finale.

V_io/ n_io = V_f/ n_f

Risolvi per V_f

V_f = V_ion_f/ n_io
V_f = (6,0 L x 0,75 mole) / 0,5 mole
V_f = 4,5 L / 0,5 V_f = 9 L

Controlla se la risposta ha senso. Ci si aspetterebbe che il volume aumentasse se si aggiunge più gas. Il volume finale è maggiore del volume iniziale? Sì. Fare questo controllo è utile perché è facile inserire il numero iniziale di moli nel numeratore e il numero finale di moli nel denominatore. Se ciò fosse accaduto, la risposta del volume finale sarebbe stata inferiore rispetto al volume iniziale.

Pertanto, il volume finale del gas è 9.0

• a differenza di Il numero di Avogadro, La legge di Avogadro è stata proposta da Amedeo Avogadro. Nel 1811, ipotizzò due campioni di un gas ideale con lo stesso volume e alla stessa pressione e temperatura conteneva lo stesso numero di molecole.
• La legge di Avogadro è anche chiamata principio di Avogadro o ipotesi di Avogadro.
• Come le altre leggi sui gas ideali, la legge di Avogadro si avvicina solo al comportamento dei gas reali. In condizioni di alta temperatura o pressione, la legge è inaccurata. La relazione funziona meglio per i gas mantenuti a bassa pressione e temperature ordinarie. Inoltre, particelle di gas più piccole - elio, idrogeno e azoto - producono risultati migliori rispetto alle molecole più grandi, che hanno maggiori probabilità di interagire tra loro.
• Un'altra relazione matematica utilizzata per esprimere la legge di Avogadro è:

V / n = k

Qui, V è il volume, n è il numero di moli del gas e k è la costante di proporzionalità. È importante notare che ciò significa che la costante di gas ideale è lo stesso per tutti i gas.