Un atm, o atmosfera, è un'unità di pressione del gas. Un atm è la pressione atmosferica al livello del mare, che, in altre unità, è 14,7 libbre per pollice quadrato, 101325 Pascal, 1,01325 bar o 1013,25 millibar. La legge dei gas ideali consente di mettere in relazione la pressione di un gas all'interno di un contenitore con il numero di moli di gas, a condizione di mantenere la temperatura e il volume costanti. Secondo la legge dei gas ideali, 1 mole di un gas che occupa un volume di 22,4 litri a 273 gradi Kelvin (0 gradi Celsius o 32 gradi Fahrenheit) esercita una pressione pari a 1 ATM. Queste condizioni sono note come temperatura e pressione standard (STP).
TL; DR (troppo lungo; non ho letto)
Usa la legge dei gas ideali per mettere in relazione la pressione (P) di un gas in un contenitore a temperatura costante (T) con il numero di moli (n) di gas.
La legge del gas ideale
La legge dei gas ideali mette in relazione la pressione del gas (P) e il volume (V) con il numero di moli di gas (n) e la temperatura (T) del gas in gradi Kelvin. In forma matematica, questa relazione è:
PV=nRT
R è una costante nota come costante dei gas ideali. Quando si misura la pressione in atmosfere, il valore di R è 0,082057 L atm mol-1K-1 o 8.3145 m3 pa moli-1K-1 (dove [L] sta per litri).
Questa relazione è tecnicamente valida solo per un gas ideale, che è uno che ha particelle perfettamente elastiche senza estensione spaziale. Nessun gas reale soddisfa queste condizioni, ma in STP la maggior parte dei gas si avvicina abbastanza da rendere applicabile la relazione.
Correlazione della pressione alle moli di gas
Puoi riorganizzare l'equazione del gas ideale per isolare la pressione o il numero di moli su un lato del segno di uguale. diventa sia
P=\frac{nRT}{V}\text{ o }n=\frac{PV}{RT}
Se mantieni la temperatura e il volume costanti, entrambe le equazioni ti danno una proporzionalità diretta:
P=Cn\text{ e } n=\frac{P}{C},\text{ dove }C=\frac{RT}{V}
Per calcolare C, puoi misurare il volume in litri o metri cubi, a patto di ricordare di utilizzare il valore di R compatibile con la tua scelta. Quando si utilizza la legge dei gas ideali, esprimere sempre la temperatura in gradi Kelvin. Convertire da gradi Celsius aggiungendo 273,15. Per convertire in Kelvin da Fahrenheit, sottrarre 32 dalla temperatura Fahrenheit, moltiplicare per 5/9 e aggiungere 273,15.
Esempio
La pressione del gas argon all'interno di un bulbo da 0,5 litri è di 3,2 ATM quando il bulbo è spento e la temperatura ambiente è di 25 gradi Celsius. Quante moli di argon ci sono nel bulbo?
Inizia calcolando la costante C, dove R = 0,082 L atm mol-1K-1. Tieni presente che 25 gradi Celsius = 298,15 K.
C=\frac{RT}{V}=\frac{0.082\times 298.15}{0.5}=48,9\text{ atm mol}^{-1}
Inserisci quel valore nell'equazione per n e il numero di moli di gas è:
n=\frac{P}{C}=\frac{3.2}{48.9}=0.065\text{ moli}