Atm nebo atmosféra je jednotka tlaku plynu. Jeden atm je atmosférický tlak na hladině moře, který v jiných jednotkách činí 14,7 liber na čtvereční palec, 101325 Pascalů, 1,01325 barů nebo 1013,25 milibarů. Zákon o ideálním plynu vám umožňuje spojit tlak plynu v nádobě s počtem molů plynu za předpokladu, že budete udržovat konstantní teplotu a objem. Podle zákona o ideálním plynu vyvíjí 1 mol plynu, který zaujímá objem 22,4 litru při 273 stupních Kelvina (0 stupňů Celsia nebo 32 stupňů Fahrenheita) tlak rovný 1 ATM. Tyto podmínky jsou známé jako standardní teplota a tlak (STP).
TL; DR (příliš dlouhý; Nečetl)
Použijte zákon ideálního plynu k propojení tlaku (P) plynu v nádobě při konstantní teplotě (T) s počtem molů (n) plynu.
Zákon o ideálním plynu
Zákon o ideálním plynu vztahuje tlak plynu (P) a objem (V) k počtu molů plynu (n) a teplotě (T) plynu ve stupních Kelvina. V matematické formě je tento vztah:
PV = nRT
R je konstanta známá jako konstanta ideálního plynu. Když měříte tlak v atmosféře, hodnota R je 0,082057 L atm mol-1K.-1 nebo 8,3 145 m3 Pa mol-1K.-1 (kde [L] znamená litry).
Tento vztah je technicky platný pouze pro ideální plyn, který má dokonale elastické částice bez prostorového prodloužení. Žádný skutečný plyn tyto podmínky nesplňuje, ale na STP se většina plynů blíží natolik, aby byl vztah použitelný.
Vztahování tlaku k molům plynu
Můžete se přeskupit podle rovnice ideálního plynu a izolovat buď tlak, nebo počet molů na jedné straně znaménka rovnosti. Stává se to buď
P = \ frac {nRT} {V} \ text {nebo} n = \ frac {PV} {RT}
Pokud udržujete konstantní teplotu a objem, obě rovnice vám poskytnou přímou úměrnost:
P = Cn \ text {a} n = \ frac {P} {C}, \ text {kde} C = \ frac {RT} {V}
Chcete-li vypočítat C, můžete měřit objem buď v litrech nebo v metrech krychlových, pokud si pamatujete použít hodnotu R, která je kompatibilní s vaší volbou. Při použití zákona o ideálním plynu vždy vyjadřujte teplotu ve stupních Kelvina. Převod ze stupňů Celsia přidáním 273,15. Chcete-li převést na Kelvin z Fahrenheita, odečtěte 32 od Fahrenheita, vynásobte 5/9 a přičtěte 273,15.
Příklad
Tlak argonového plynu uvnitř 0,5 litrové baňky je 3,2 ATM, když je baňka vypnutá a teplota v místnosti je 25 stupňů Celsia. Kolik molů argonu je v baňce?
Začněte výpočtem konstanty C, kde R = 0,082 L atm mol-1K.-1. Pamatujte, že 25 stupňů Celsia = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ krát 298,15} {0,5} = 48,9 \ text {atm mol} ^ {- 1}
Zapojte tuto hodnotu do rovnice pro n a počet molů plynu je:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3,2} {48,9} = 0,065 \ text {moly}