20 ตัวอย่างก๊าซในอุดมคติและก๊าซจริง

เคมี คือ วิทยาศาสตร์ ที่ศึกษาองค์ประกอบและการเปลี่ยนแปลงที่อาจเกิดขึ้นกับสสาร ในรูปแบบใดก็ได้ หนึ่งในสาขาวิชาที่สำคัญที่สุดของการเรียนวิชาเคมีคือวิชาของ ก๊าซ.

แนวคิดเกี่ยวกับก๊าซ ก่อตั้งโดย Jan van Helmont นักเคมีชาวเบลเยียม ในการอธิบายพฤติกรรมของก๊าซ ได้มีการพัฒนาสมการทางคณิตศาสตร์แบบต่างๆ โดยใช้เครื่องมือทางสถิติ อย่างไรก็ตาม จำเป็นต้องลดความซับซ้อนและแก้ไขสมการเหล่านี้เนื่องจากใช้ไม่ได้กับก๊าซทุกประเภท จึงมีการกำหนดแบบจำลองก๊าซที่แตกต่างกัน (ก๊าซในอุดมคติ Y ก๊าซจริงท่ามกลางแนวทางขั้นกลางอื่นๆ) ตัวอย่างเช่น: ไนโตรเจน ฮีเลียม มีเทน

ในแง่นี้ กฎสามข้อได้ถูกกำหนดขึ้นเพื่อให้สัมพันธ์กับปริมาณโดยทั่วไป, อุณหภูมิ และความดันของก๊าซ:

ที่ไหน พี₁, วี₁ Y ตู่₁คือความดันเริ่มต้น ปริมาตร และอุณหภูมิของก๊าซตามลำดับ และ พี₂, วี₂ Y ตู่₂ คือรอบชิงชนะเลิศ

ดังนั้น ที่เกี่ยวข้องกับกฎหมายทั้งสาม เราได้รับ กฎหมายแก๊สทั่วไป,

PV / T = C ที่ไหน ค เป็นค่าคงที่ที่ขึ้นอยู่กับปริมาณของก๊าซ

ตัวอย่างก๊าซในอุดมคติ

ก๊าซในอุดมคติ มันเป็นแบบจำลองทางทฤษฎีที่แสดงถึงก๊าซที่ไม่มีอยู่จริง เป็นเครื่องมือที่ช่วยอำนวยความสะดวกในการคำนวณทางคณิตศาสตร์จำนวนมาก เนื่องจากช่วยลดความซับซ้อนของพฤติกรรมที่ซับซ้อนของก๊าซ ก๊าซนี้ถือว่าประกอบด้วยอนุภาคที่ไม่ดึงดูดหรือผลักกันและการชนกันนั้นยืดหยุ่นอย่างยิ่ง เป็นแบบจำลองที่ล้มเหลวหากก๊าซอยู่ภายใต้แรงดันสูงและอุณหภูมิต่ำ

สมการทั่วไป ก๊าซในอุดมคติเป็นผลมาจากการรวมกันของกฎของ Boyle-Mariotte, Charles และ Gay Lussac กับกฎของ Avogadro กฎของอโวกาโดรระบุว่า ถ้าสารก๊าซต่าง ๆ มีปริมาตรเท่ากันและอยู่ภายใต้ความดันและอุณหภูมิเท่ากัน จำนวน ของอนุภาค ดังนั้นสมการสถานะก๊าซในอุดมคติคือ:

ที่ไหน น คือจำนวนโมลของก๊าซและ R คือค่าคงที่ของแก๊สเท่ากับ 8.314 J / Kmol

ไม่สามารถจัดทำรายการเฉพาะของก๊าซในอุดมคติได้เนื่องจากเป็น a ก๊าซสมมุติ. e สามารถแสดงรายการชุดของก๊าซ (รวมถึงก๊าซมีตระกูล) ซึ่งการบำบัดสามารถประมาณค่าของก๊าซได้ เหมาะเพราะมีลักษณะที่คล้ายคลึงกันตราบใดที่สภาวะความดันและอุณหภูมิเป็น ปกติ.

1. ไนโตรเจน (N₂)
2. ออกซิเจน (O₂)
3. ไฮโดรเจน (H₂)
4. คาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂)
5. ฮีเลียม (เขา)
6. นีออน (เน)
7. อาร์กอน (อาร์)
8. คริปทอน (Kr)
9. ซีนอน (Xe)
10. เรดอน (Rn)

ตัวอย่างก๊าซจริง

ก๊าซจริง พวกมันคือกลุ่มที่มีพฤติกรรมทางอุณหพลศาสตร์และนั่นคือสาเหตุที่พวกมันไม่เป็นไปตามสมการสถานะเดียวกันกับก๊าซในอุดมคติ ในความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ ก๊าซจะต้องได้รับการพิจารณาว่าเป็นของจริงอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ เพราะในกรณีนั้น ปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคของก๊าซจะเพิ่มขึ้น

ความแตกต่างที่สำคัญ ระหว่างก๊าซในอุดมคติกับก๊าซจริงคือไม่สามารถบีบอัดอย่างไม่มีกำหนดได้ แต่ความสามารถในการอัดนั้นสัมพันธ์กับระดับความดันและอุณหภูมิ

สมการต่าง ๆ ได้รับการพัฒนาเพื่ออธิบายพฤติกรรมของก๊าซจริง สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ Van der Waals จัดหาให้ในปี 1873 ซึ่งต้องใช้ภายใต้สภาวะที่มีแรงดันสูง สมการแวนเดอร์วาลส์ ถูกแสดงเป็น:

ที่ไหน ถึงY ขเป็นค่าคงที่ที่อ้างอิงถึงธรรมชาติของก๊าซแต่ละชนิด

รายการต่อไปนี้แสดงตัวอย่างก๊าซจริงบางส่วน แม้ว่าคุณสามารถเพิ่มก๊าซที่มีอยู่แล้วได้ ได้รับการระบุว่าเป็นก๊าซในอุดมคติ แต่คราวนี้ในบริบทของความกดอากาศสูงและ / หรือต่ำ อุณหภูมิ.

1. แอมโมเนีย (NH₃)
2. มีเทน (CH₄)
3. อีเทน (CH₃CH₃)
4. อีทีน (CH₂CH₂)
5. โพรเพน (CH₃CH₂CH₃)
6. บิวเทน (CH₃CH₂CH₂CH₃)

ตามด้วย: