Esempio di problema della legge di Avogadro

Scopri i passaggi da seguire per risolvere questo problema di legge sul gas

La legge di Avogadro è una delle leggi del gas.

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La legge sul gas di Avogadro afferma il volume di un gas è proporzionale al numero di moli di gas presente quando la temperatura e la pressione sono mantenute costanti. Questo problema di esempio mostra come utilizzare la legge di Avogadro per determinare il volume di un gas quando viene aggiunto più gas al sistema.

Equazione della legge di Avogadro

Prima di poter risolvere qualsiasi problema riguardante la legge sui gas di Avogadro, è importante rivedere l'equazione per questa legge. Ci sono alcuni modi per scrivere questo legge sul gas , che è una relazione matematica. Si può affermare:

k = V/n

Qui k è una costante di proporzionalità, V è il volume di un gas e n è il numero di moli di un gas. La legge di Avogadro significa anche che la costante del gas ideale ha lo stesso valore per tutti i gas, quindi:

costante = p₁IN₁/T₁n₁= p_DueIN_Due/T_Duen_Due
IN₁/n₁= V_Due/n_Due
V₁n_Due= V_Duen₁

dove p è la pressione di un gas, V è il volume, T è la temperatura e n è il numero di moli.

Il problema della legge di Avogadro

Un campione da 6,0 litri a 25°C e 2,00 atm di pressione contiene 0,5 moli di gas. Se vengono aggiunte altre 0,25 moli di gas alla stessa pressione e temperatura, qual è il volume totale finale del gas?

Soluzione

Innanzitutto, esprimi la legge di Avogadro con la sua formula:

IN_io/n_io= V_f/n_f
dove
IN_io= volume iniziale
n_io= numero iniziale di moli
IN_f= volume finale
n_f= numero finale di moli

Per questo esempio, V_io= 6,0 L e n_io= 0,5 moli. Quando si aggiungono 0,25 moli:

n_f= n_io+ 0,25 moli
n_f= 0,5 moli = 0,25 moli
n_f= 0,75 moli

L'unica variabile rimasta è il volume finale.

IN_io/n_io= V_f/n_f

Risolvi per V_f

IN_f​= V_ion_f/n_io
V_f= (6,0 l x 0,75 moli)/0,5 moli
IN_f= 4,5 l/0,5 V_f= 9 litri

Verifica se la risposta ha senso. Ti aspetteresti che il volume aumenti se viene aggiunto più gas. Il volume finale è maggiore del volume iniziale? Sì. Fare questo controllo è utile perché è facile mettere il numero iniziale di moli al numeratore e il numero finale di moli al denominatore. Se ciò fosse accaduto, la risposta del volume finale sarebbe stata inferiore al volume iniziale.

Pertanto, il volume finale del gas è 9,0

Note sulla legge di Avogadro

• A differenza di Il numero di Avogadro , la legge di Avogadro è stata infatti proposta da Amedeo Avogadro . Nel 1811 ipotizzò che due campioni di un gas ideale con lo stesso volume e alla stessa pressione e temperatura contenessero lo stesso numero di molecole.
• La legge di Avogadro è anche chiamata principio di Avogadro o ipotesi di Avogadro.
• Come le altre leggi dei gas ideali, la legge di Avogadro approssima solo il comportamento dei gas reali. In condizioni di alta temperatura o pressione, la legge è imprecisa. La relazione funziona meglio per i gas mantenuti a bassa pressione e temperature ordinarie. Inoltre, le particelle di gas più piccole (elio, idrogeno e azoto) danno risultati migliori rispetto alle molecole più grandi, che hanno maggiori probabilità di interagire tra loro.
• Un'altra relazione matematica usata per esprimere la legge di Avogadro è:

V/n = k

Qui, V è il volume, n è il numero di moli del gas e k è la costante di proporzionalità. È importante notare che questo significa che la costante del gas ideale è lo stesso per tutti i gas.