Una atm, o atmósfera, es una unidad de presión de gas. Una atm es la presión atmosférica al nivel del mar, que, en otras unidades, es 14,7 libras por pulgada cuadrada, 101325 pascales, 1,01325 bares o 1013,25 milibares. La ley de los gases ideales le permite relacionar la presión de un gas dentro de un recipiente con el número de moles de gas, siempre que mantenga la temperatura y el volumen constantes. Según la Ley de los gases ideales, 1 mol de un gas que ocupa un volumen de 22,4 litros a 273 grados Kelvin (0 grados Celsius o 32 grados Fahrenheit) ejerce una presión igual a 1 ATM. Estas condiciones se conocen como temperatura y presión estándar (STP).
TL; DR (demasiado largo; No leí)
Utilice la ley de los gases ideales para relacionar la presión (P) de un gas en un recipiente a temperatura constante (T) con el número de moles (n) de gas.
La ley de los gases ideales
La ley de los gases ideales relaciona la presión del gas (P) y el volumen (V) con el número de moles de gas (n) y la temperatura (T) del gas en grados Kelvin. En forma matemática, esta relación es:
PV = nRT
R es una constante conocida como constante de gas ideal. Cuando mide la presión en atmósferas, el valor de R es 0.082057 L atm mol-1K-1 o 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (donde [L] significa litros).
Esta relación es técnicamente válida solo para un gas ideal, que es aquel que tiene partículas perfectamente elásticas sin extensión espacial. Ningún gas real cumple estas condiciones, pero en STP, la mayoría de los gases se acercan lo suficiente para que la relación sea aplicable.
Relacionar la presión con los moles de gas
Puede reorganizar la ecuación del gas ideal para aislar la presión o el número de moles en un lado del signo igual. Se convierte en
P = \ frac {nRT} {V} \ text {o} n = \ frac {PV} {RT}
Si mantiene la temperatura y el volumen constantes, ambas ecuaciones le dan una proporcionalidad directa:
P = Cn \ text {y} n = \ frac {P} {C}, \ text {donde} C = \ frac {RT} {V}
Para calcular C, puede medir el volumen en litros o metros cúbicos siempre que recuerde usar el valor de R que sea compatible con su elección. Cuando utilice la ley de los gases ideales, exprese siempre la temperatura en grados Kelvin. Convierta de grados Celsius sumando 273,15. Para convertir a Kelvin de Fahrenheit, reste 32 de la temperatura Fahrenheit, multiplique por 5/9 y sume 273.15.
Ejemplo
La presión del gas argón dentro de una bombilla de 0,5 litros es de 3,2 ATM cuando la bombilla está apagada y la temperatura ambiente es de 25 grados Celsius. ¿Cuántos moles de argón hay en el bulbo?
Comience calculando la constante C, donde R = 0.082 L atm mol-1K-1. Tenga en cuenta que 25 grados Celsius = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0.082 \ times 298.15} {0.5} = 48.9 \ text {atm mol} ^ {- 1}
Inserte ese valor en la ecuación para n, y el número de moles de gas es:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3.2} {48.9} = 0.065 \ text {moles}