Kimia

Gas Nyata

Gas Nyata

Apa itu Gas Nyata?

A Gas Nyata Itu adalah salah satu yang ada di alam dengan struktur kimia yang berbeda dan yang tidak menunjukkan perilaku ideal. Mereka bisa menjadi molekul diatomik seperti oksigen, nitrogen, dll., serta molekul monoatomik, termasuk helium, neon, dan lainnya. Bahkan mungkin ada gas yang lebih berat, misalnya karbon dioksida, metana dan amonia.

Gas Ideal adalah model yang dibuat yang memandu memahami perilaku gas sebelum berbagai kondisi lingkungan. Hukum gas ideal yang disebut SO didirikan oleh Benoit Paul émile Clapeyron pada tahun 1834, yang dinyatakan dalam rumus berikut: PV = NRT.

Jika nitrogen menunjukkan perilaku yang ideal dan bukan nyata, itu tidak akan pernah bisa cair dan ada sebagai cairan cryogenic. Sumber: Stryn via Wikipedia.

Undang -undang didasarkan pada serangkaian asumsi, termasuk: dengan asumsi bahwa molekul -molekul gas tidak memiliki dimensi, yaitu bahwa mereka tepat waktu dan bahwa tidak ada kekuatan ketertarikan antara molekul -molekul ini.

Gas kerajaan tidak memenuhi asumsi ini. Dalam kondisi tertentu, seperti tekanan tinggi dan suhu rendah, mereka luput dari kompartemen gas ideal dengan meningkatkan kekuatan antarmolekul. Ini juga meningkatkan proporsi volume molekul dalam kaitannya dengan total ruang yang ditempati oleh gas.

Karakteristik Gas Nyata

Keberadaan kekuatan antarmolekul

Di antara molekul gas ada kekuatan ketertarikan yang cenderung mengumpulkan mereka membatasi mobilitas mereka. Kekuatan antar molekul ini dikenal sebagai pasukan van der Waals, untuk menghormati ilmuwan Belanda Johannes van der Waals (1837-1923).

Kekuatan antar molekul ini adalah interaksi dipolo-dipolo dan kekuatan dispersif London. Demikian juga, van der Waals pada tahun 1873 memperkenalkan efek gaya antarmolekul pada persamaan keadaan gas.

Ketika mempertimbangkan interaksi seperti itu, ada penyimpangan penting dari perilaku gas nyata dalam kaitannya dengan gas ideal; Terutama untuk tekanan tinggi dan pengurangan volume gas, yang menghasilkan interaksi yang lebih besar antara molekul gas.

Itu dapat melayani Anda: 7 Praktik Laboratorium Kimia (Sederhana)

Volume Molekul

Di antara karakteristik yang dikaitkan dengan gas ideal harus dianggap sebagai molekul mereka sebagai waktu yang tepat; Dan oleh karena itu, volume yang mereka tempati sehubungan dengan ruang gas total dapat diabaikan.

Namun, volume yang ditempati oleh molekul gas asli dapat menjadi penting ketika gas mengalami tekanan yang menghasilkan pengurangan volumenya, meningkatkan proporsi volume molekul gas sehubungan dengan total ruang yang ditempati untuk gas.

Situasi ini meningkatkan besarnya gaya intermolekul dalam gas ketika molekulnya mendekat, yang membawa beberapa perubahan sifat gas. Misalnya, ada penurunan tekanan teoritis gas yang diberikan pada dinding wadah yang mengandungnya.

Ini karena frekuensi tabrakan molekul gas terhadap dinding wadah berkurang. Sementara itu, tabrakan antara molekul yang sama meningkat, sehingga mobilitasnya berkurang.

Persamaan van der waals

Gas Nyata dapat mendekati kepatuhan dengan hukum gas ideal (PV = NRT) dalam kondisi tertentu. Tetapi tidak dalam semua kondisi, menghasilkan kebutuhan untuk memodifikasi hukum yang ditetapkan.

Beberapa penulis memberikan kontribusi mereka pada modifikasi yang dapat beradaptasi dengan gas nyata. Di antara kontribusi ini adalah persamaan van der Waals:

(P + an2/V2) (V-nb) = nrt

Ekspresi (an2/V2) Ini adalah koreksi karena penurunan tekanan yang diberikan oleh produk gas dari interaksi antara molekul gas. Istilah 'A' adalah konstanta empiris yang khas dari masing -masing gas dan memiliki unit L2· Atm · mol-2.

Dapat melayani Anda: kalium iodida (ki): struktur, sifat, memperoleh, menggunakan, risiko

Ekspresi (V-NB) memperbaiki efek mengabaikan volume yang ditempati oleh molekul gas pada sifat-sifat gas asli. Istilah 'B' diperoleh secara empiris dan memiliki unit: l · mol-1, nilainya bervariasi untuk setiap gas. B. juga mewakili volume yang ditempati oleh molekul gas.

Efek Joule-Thompson

Ketika gas nyata dipaksa untuk melintasi katup, ada pengurangan volumenya; Tetapi saat membiarkannya mengembang, yang menghasilkan penurunan suhu gas. Fitur ini telah menemukan aplikasi dalam pendinginan.

Faktor kompresi (z) atau kompresibilitas gas

Faktor kompresi (PV/NRT) adalah hubungan yang dalam gas ideal memiliki nilai konstan 1, terlepas dari tekanan atau suhu yang menjadi sasaran mereka.

Sebaliknya, gas asli, seperti: hidrogen (h2), nitrogen (n2), oksigen (atau2) dan karbon dioksida (CO2), memiliki nilai untuk faktor kompresi lebih besar dari 1 ketika tekanan yang diberikan pada mereka lebih besar dari 400 atm.

Namun, karbon dioksida dan oksigen dapat memiliki nilai faktor kompresi kurang dari 1 untuk tekanan yang lebih rendah kurang dari 400 atmosfer. Kesimpulan: Faktor kompresi tidak konstan dalam gas nyata.

Liquefación

Gas ideal saat mengalami kompresi dan proses ekspansi adiabatik mengurangi suhu mereka dan meningkatkan kepadatannya. Tapi tanpa perubahan fase. Sebaliknya, gas nyata mengalami perubahan fase: mereka dicairkan, mereka melewati fase cair.

Aplikasi Persamaan Van der Waals

Hitung tekanan yang diberikan oleh gas metana (gas asli) dalam wadah 0.5 L A 25 ºC.

Dapat melayani Anda: kalsium karbida (CAC2): struktur, sifat, memperoleh, penggunaan

a) Saat menerapkan persamaan gase ideal.

b) Saat menerapkan persamaan van der Waal dengan nilai untuk konstanta 'a' dari 2.25 l2· Atm · mol-2 dan 0.0428 untuk konstan 'b'.

Dalam ayat a)

PV = NRT

P = NRT/V

= (1 mol) (0.082 l · atm · mol-1· K-1) (298 K) / (0.50 l)

= 48.87 atm

Dan dalam ayat b)

(P + an2/V2) (V-nb) = nrt

A = 225 l2· Atm · mol-2

B = 0.0428 l · mol-1

[P + (1 mol)2(2.25 l2· Atm · mol-2/(0.5 l)2)] [(0.500 L - 0.0428 l)] = (1 mol) (0.082 l · atm · mol-1) (298 K)

(P + 9 atm) (0.4572 l) = 24.36 atm · l

P = 44.28 atm

Penurunan tekanan yang diberikan oleh gas nyata diamati ketika persamaan van der Waals digunakan sebagai ganti persamaan gase ideal. Ini adalah konsekuensi dari keberadaan gaya antarmolekul dan volume molekul gase.

Contoh gas nyata

Semua gas yang ada di alam adalah nyata, termasuk gas dengan molekul diatomik, seperti oksigen, nitrogen, hidrogen, klorin, fluor, bromin dan yodium; dan gas monoatomik, seperti helium, argon, crypton, neon dan radon.

Selain senyawa kimia dalam keadaan gas seperti butana, karbon dioksida, sulfur dioksida, metana, antara lain.

Referensi

  1. Walter J. Moore. (1963). Kimia Fisik. Dalam Kinetika Kimia. Edisi Keempat, Longmans.
  2. Iran. Levine. (2009). Prinsip -prinsip fisikokimia. Edisi Keenam. MC Graw Hill.
  3. Wikipedia. (2020). Gas Nyata. Diperoleh dari: di.Wikipedia.org
  4. Helmestine, Anne Marie, PH.D. (25 Agustus 2020). Definisi dan ujian gas nyata. Pulih dari: thinkco.com
  5. Clark Jim. (2017). Gas ideal dan hukum gas yang ideal. Pulih dari: chemguide.bersama.Inggris
  6. Libretteks Kimia. (10 Mei 2019). Gas Nyata. Pulih dari: chem.Librettexts.org
  7. Encyclopedia of Contoh (2019). Gas Ideal dan Gas Nyata. Pulih dari: contoh.bersama