Een atm, of atmosfeer, is een eenheid van gasdruk. Eén atm is de atmosferische druk op zeeniveau, die in andere eenheden 14,7 pond per vierkante inch, 101325 Pascal, 1,01325 bar of 1013,25 millibar is. Met de ideale gaswet kun je de druk van een gas in een container relateren aan het aantal mol gas, op voorwaarde dat je de temperatuur en het volume constant houdt. Volgens de Ideale Gaswet oefent 1 mol van een gas met een volume van 22,4 liter bij 273 graden Kelvin (0 graden Celsius of 32 graden Fahrenheit) een druk uit die gelijk is aan 1 ATM. Deze omstandigheden staan bekend als standaard temperatuur en druk (STP).
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Gebruik de ideale gaswet om de druk (P) van een gas in een container bij een constante temperatuur (T) te relateren aan het aantal mol (n) gas.
De ideale gaswet
De ideale gaswet relateert gasdruk (P) en volume (V) aan het aantal mol gas (n) en de temperatuur (T) van het gas in graden Kelvin. In wiskundige vorm is deze relatie:
PV=nRT
R is een constante die bekend staat als de ideale gasconstante. Wanneer u de druk in atmosfeer meet, is de waarde van R 0,082057 L atm mol
-1K-1 of 8.3145 m3 Pa mol-1K-1 (waar [L] staat voor liters).Deze relatie is technisch alleen geldig voor een ideaal gas, dat perfect elastische deeltjes heeft zonder ruimtelijke uitbreiding. Geen enkel echt gas voldoet aan deze voorwaarden, maar bij RWZI komen de meeste gassen dichtbij genoeg om de relatie toepasbaar te maken.
Druk relateren aan mol gas
U kunt de ideale gasvergelijking herschikken om de druk of het aantal mol aan één kant van het gelijkteken te isoleren. Het wordt ofwel
P=\frac{nRT}{V}\text{ of }n=\frac{PV}{RT}
Als je de temperatuur en het volume constant houdt, geven beide vergelijkingen je een directe evenredigheid:
P=Cn\text{ en } n=\frac{P}{C},\text{ waarbij }C=\frac{RT}{V}
Om C te berekenen, kunt u het volume meten in liters of kubieke meters, zolang u eraan denkt de waarde van R te gebruiken die compatibel is met uw keuze. Druk bij gebruik van de ideale gaswet de temperatuur altijd uit in graden Kelvin. Converteren van graden Celsius door 273.15 toe te voegen. Om van Fahrenheit naar Kelvin te converteren, trekt u 32 af van de Fahrenheit-temperatuur, vermenigvuldigt u met 5/9 en voegt u 273,15 toe.
Voorbeeld
De druk van argongas in een gloeilamp van 0,5 liter is 3,2 ATM wanneer de lamp uit is en de kamertemperatuur 25 graden Celsius is. Hoeveel mol argon zit er in bol?
Begin met het berekenen van de constante C, waarbij R = 0,082 L atm mol-1K-1. Houd er rekening mee dat 25 graden Celsius = 298,15 K.
C=\frac{RT}{V}=\frac{0.082\times 298.15}{0.5}=48.9\text{ atm mol}^{-1}
Vul die waarde in de vergelijking voor n in, en het aantal mol gas is:
n=\frac{P}{C}=\frac{3.2}{48.9}=0.065\text{ mol}
