Penjelasan Hukum Amagat, Contoh, Latihan

Itu Hukum Amagat menyatakan bahwa volume total campuran gas sama dengan jumlah volume parsial.

Ia juga dikenal sebagai hukum volume parsial atau aditif dan namanya adalah karena fisikawan dan ahli kimia Prancis Emile Hilaire Amagat (1841-1915), yang pertama kali merumuskannya pada tahun 1880. Itu analog dalam volume dengan hukum tekanan parsial Dalton.

Udara di atmosfer dan balon dapat diperlakukan sebagai campuran gas ideal, yang dapat diterapkan oleh hukum Amagat. Sumber: Pxhere.

Kedua undang -undang itu dipenuhi persis dalam campuran gas ideal, tetapi merupakan perkiraan ketika diterapkan pada gas nyata, di mana kekuatan antara molekul memiliki peran yang menonjol. Di sisi lain, ketika datang ke gas ideal, gaya tarik molekuler tercela.

[TOC]

Rumus

Dalam bentuk matematika, hukum Amagat memperoleh bentuk:

V_T = V₁ + V₂ + V₃ +.. . = ∑ v_yo (T_M, P_M)

Dimana huruf v mewakili volume, menjadi v_T Volume total. Simbol jumlah berfungsi sebagai notasi yang kompak. T_M Dan p_M Suhu dan tekanan campuran masing -masing.

Volume masing -masing gas adalah V_yo dan dipanggil Volume Komponen. Penting untuk dicatat bahwa volume parsial ini adalah abstraksi matematika dan tidak sesuai dengan volume nyata.

Faktanya, jika kita meninggalkan salah satu gas gas di dalam wadah, itu akan segera diperluas untuk menempati volume total. Namun, hukum Amagat sangat berguna, karena memfasilitasi beberapa perhitungan dalam campuran gas, memberikan hasil yang baik terutama untuk tekanan tinggi.

Dapat melayani Anda: alkana linier: struktur, sifat, nomenklatur, contoh

Contoh

Campuran gas berlimpah di alam, untuk memulai makhluk hidup kita menghirup campuran nitrogen, oksigen dan gas lainnya pada tingkat yang lebih rendah, jadi ini adalah campuran gas yang sangat menarik untuk menjadi ciri khas.

Di bawah beberapa contoh campuran gas:

-Udara di atmosfer bumi, yang campurannya dapat dimodelkan dengan berbagai cara, baik sebagai gas ideal atau dengan salah satu model untuk gas asli.

-Mesin gas, yang merupakan pembakaran internal, tetapi alih -alih menggunakan bensin mereka menggunakan campuran gas alam -IRE.

-Campuran karbon-dioksida monoksida yang mengeluarkan mesin bensin dari tabung buang.

-Kombinasi metode hidrogen yang berlimpah di planet raksasa raksasa.

-Gas antarbintang, campuran yang sebagian besar terdiri dari hidrogen dan helium yang mengisi ruang di antara bintang -bintang.

-Beragam campuran gas di tingkat industri.

Tentu saja, campuran gas ini umumnya tidak berperilaku sebagai gas yang ideal, karena kondisi tekanan dan suhu menjauh dari yang ditetapkan dalam model itu.

Sistem astrofisika seperti matahari jauh dari dianggap ideal, karena variasi suhu dan tekanan muncul di lapisan bintang dan sifat -sifat perubahan materi saat berkembang seiring waktu.

Campuran gas ditentukan secara eksperimental dengan perangkat yang berbeda, seperti orsat analyzer. Untuk gas buang ada analisis portabel khusus yang bekerja dengan sensor inframerah.

Ada juga perangkat yang mendeteksi kebocoran gas atau dirancang untuk mendeteksi gas tertentu pada khususnya, digunakan terutama dalam proses industri.

Dapat melayani Anda: Minyak: Karakteristik, Struktur, Jenis, Perolehan, Penggunaan Gambar 2. Penganalisa Gas yang Tidak Diterbitkan untuk Mendeteksi Emisi Kendaraan, Khususnya Karbon Monoksida dan Emisi Hidrokarbon. Sumber: Wikimedia Commons.

Gas ideal dan volume komponen

Hubungan penting antara variabel campuran dapat diturunkan dengan menggunakan hukum Amagat. Mulai dari status gas ideal:

P.V = NRT

Kemudian volume komponen dihapus yo campuran, yang kemudian dapat ditulis sebagai berikut:

V_yo = n_yoRt_M / P_M

Di mana N_yo mewakili jumlah mol gas yang ada dalam campuran, R Itu adalah konstanta gas, T_M Itu adalah suhu campuran dan P_M tekanan yang sama. Jumlah tahi lalat bukan:

N_yo = P_M V_yo / Rt_M

Sedangkan untuk campuran lengkap, N Diberikan oleh:

n = p_MV/rt_M

Membagi ekspresi untuk atau di antara yang terakhir:

N_yo /n = v_yo /V

Kliring v_yo:

V_yo = (n_yo /n) v

Karena itu:

V_yo = x_yo V

Di mana X_yo Itu disebut Fraksi molar Dan itu adalah jumlah non -dimensi.

Fraksi molar setara dengan fraksi volume V_yo /V Dan dapat ditunjukkan bahwa itu juga setara dengan fraksi tekanan P_yo /P.

Untuk gas nyata, persamaan status lain yang sesuai harus digunakan atau memanfaatkan faktor kompresibilitas atau faktor kompresi z. Dalam hal ini, status gas ideal harus dikalikan dengan faktor tersebut:

P.V = z.Nrt

Latihan

Latihan 1

Campuran gas berikut untuk aplikasi medis disiapkan: 11 mol nitrogen, 8 mol oksigen dan 1 mol karbonik anhidrida. Hitung volume parsial dan tekanan parsial dari masing -masing gas yang ada dalam campuran, jika harus memiliki tekanan 1 atmosfer dalam 10 liter.

Dapat melayani Anda: berilium: sejarah, struktur, sifat, penggunaan

1 atmosfer = 760 mm Hg.

Larutan

Campuran dianggap sesuai dengan model gas ideal. Jumlah total tahi lalat adalah:

N = 11 + 8 + 1 mol = 20 mol

Fraksi molar dari masing -masing gas adalah:

-Nitrogen: x _Nitrogen = 11/20

-Oksigen: x _Oksigen = 8/20

-Carbonic Anhydride: x _{Karbonik anhidrida} = 1/20

Tekanan dan volume parsial masing -masing gas dihitung masing -masing dengan cara ini:

-Nitrogen: p_N = 760 mm Hg.(11/20) = 418 mm Hg; V_N = 10 liter. (11/20) = 5.5 liter.

-Oksigen: p_{SALAH SATU} = 760 mm Hg.(8/20) = 304 mm Hg; V_N = 10 liter. (8/20) = 4.0 liter.

-Carbonic Anhydride: P_A-C = 760 mm Hg.(1/20) = 38 mm Hg; V_N = 10 liter. (1/20) = 0.5 liter.

Memang, dapat dilihat bahwa apa yang dikatakan di awal terpenuhi: bahwa volume campuran adalah jumlah dari volume parsial:

10 liter = 5.5 + 4.0 + 0.5 liter.

Latihan 2

50 mol oksigen dicampur dengan 190 mol nitrogen pada 25 ºC dan atmosfer tekanan.

Terapkan hukum Amagat untuk menghitung volume total campuran, menggunakan persamaan Gase Ideal.

Larutan

Mengetahui bahwa 25 ºC = 298.15 K, 1 atmosfer tekanan setara dengan 101325 pa dan konstanta gas dalam sistem internasional adalah r = 8.314472 j/mol. K, volume parsial adalah:

V _Oksigen = n _Oksigen. Rt_M /P_M = 50 mol × 8.314472 j/mol. K × 298.15 K/101325 PA = 1.22 m³.

V _Nitrogen = n _Nitrogen. Rt_M /P_M = 190 × 8.314472 j/mol. K × 298.15 K/101325 PA = 4.66 m³.

Kesimpulannya, volume campuran adalah:

V_T = 1.22 + 4.66 m³ = 5.88 m³.

Referensi

1. Borgnakke. 2009. Dasar -dasar termodinamika. Edisi ke -7. Wiley and Sons.
2. Cengel, dan. 2012. Termodinamika. Edisi ke -7. Bukit McGraw.
3. Libretteks Kimia. Hukum Amagat. Pulih dari: chem.Librettexts.org.
4. Engel, t. 2007. Pengantar fisikokimia: termodinamika. Pearson.
5. Pérez, s. Gas Nyata. Pulih dari: depa.Fquim.Unam.MX.