Voorbeeld probleem van de wet van Avogadro

Leer de stappen die u moet nemen om dit gaswetprobleem op te lossen

De wet van Avogadro is een van de gaswetten.

Frederic Simonnet/Getty Images

Avogadro's gaswet zegt: de volume van een gas is evenredig met het aantal mol van gas aanwezig wanneer de temperatuur en druk constant worden gehouden. Dit voorbeeldprobleem laat zien hoe de wet van Avogadro kan worden gebruikt om het volume van een gas te bepalen wanneer meer gas aan het systeem wordt toegevoegd.

Vergelijking van de wet van Avogadro

Voordat u een probleem met betrekking tot de gaswet van Avogadro kunt oplossen, is het belangrijk om de vergelijking voor deze wet te herzien. Er zijn een paar manieren om dit te schrijven gaswet , wat een wiskundige relatie is. Er kan worden vermeld:

k = V/n

Hier is k een evenredigheidsconstante, V is het volume van een gas en n is het aantal mol van een gas. De wet van Avogadro betekent ook dat de ideale gasconstante dezelfde waarde heeft voor alle gassen, dus:

constante = p₁IN₁/T₁n₁= P_tweeIN_twee/T_tween_twee
IN₁/n₁= V_twee/n_twee
V₁n_twee= V_tween₁

waarbij p de druk van een gas is, V het volume, T de temperatuur en n het aantal mol.

Het probleem van de wet van Avogadro

Een monster van 6,0 L bij 25°C en een druk van 2,00 atm bevat 0,5 mol van een gas. Als er nog 0,25 mol gas bij dezelfde druk en temperatuur wordt toegevoegd, wat is dan het uiteindelijke totale volume van het gas?

Oplossing

Druk eerst de wet van Avogadro uit met de formule:

IN_i/n_i= V_f/n_f
waar
IN_i= aanvankelijk volume
n_i= aanvankelijk aantal mol
IN_f= eindvolume
n_f= uiteindelijk aantal mol

Voor dit voorbeeld, V_i= 6,0 L en n_i= 0,5 mol. Wanneer 0,25 mol wordt toegevoegd:

n_f= nee_i+ 0,25 mol
n_f= 0,5 mol = 0,25 mol
n_f= 0,75 mol

De enige variabele die overblijft is het uiteindelijke volume.

IN_i/n_i= V_f/n_f

Oplossen voor V_f

IN_f​= V_in_f/n_i
V_f= (6,0 L x 0,75 mol)/0,5 mol
IN_f= 4,5 L/0,5 V_f= 9 L

Controleer of het antwoord klopt. Je zou verwachten dat het volume toeneemt als er meer gas wordt toegevoegd. Is het eindvolume groter dan het beginvolume? Ja. Het is handig om deze controle uit te voeren omdat het gemakkelijk is om het aanvankelijke aantal mol in de teller en het uiteindelijke aantal mol in de noemer te zetten. Als dit was gebeurd, zou het uiteindelijke volume-antwoord kleiner zijn geweest dan het oorspronkelijke volume.

Het uiteindelijke volume van het gas is dus 9,0

Opmerkingen over de wet van Avogadro

• in tegenstelling tot Het nummer van Avogadro , De wet van Avogadro is eigenlijk voorgesteld door Amedeo Avogadro . In 1811 veronderstelde hij dat twee monsters van een ideaal gas met hetzelfde volume en bij dezelfde druk en temperatuur hetzelfde aantal moleculen bevatten.
• De wet van Avogadro wordt ook wel het principe van Avogadro of de hypothese van Avogadro genoemd.
• Net als de andere ideale gaswetten benadert de wet van Avogadro alleen het gedrag van echte gassen. Onder omstandigheden van hoge temperatuur of druk is de wet onnauwkeurig. De relatie werkt het beste voor gassen die bij lage druk worden gehouden en bij gewone temperaturen. Ook leveren kleinere gasdeeltjes - helium, waterstof en stikstof - betere resultaten op dan grotere moleculen, die eerder met elkaar in wisselwerking staan.
• Een andere wiskundige relatie die wordt gebruikt om de wet van Avogadro uit te drukken, is:

V/n = k

Hier is V het volume, n is het aantal mol gas en k is de evenredigheidsconstante. Het is belangrijk op te merken dat dit betekent dat de ideale gasconstante is hetzelfde voor alle gassen.