L'equazione del gas ideale discussa di seguito nella Fase 4 è sufficiente per calcolare la pressione del gas idrogeno in circostanze normali. Sopra 150 psi (dieci volte la normale pressione atmosferica) e l'equazione di van der Waals potrebbe dover essere invocata per tenere conto delle forze intermolecolari e della dimensione finita delle molecole.

Misurare la temperatura (T), il volume (V ) e massa del gas idrogeno. Un metodo per determinare la massa di un gas è quello di evacuare completamente un vaso leggero ma forte, quindi pesarlo prima e dopo aver introdotto l'idrogeno.

Determina il numero di moli, n. (Le talpe sono un modo di contare le molecole: una mole di una sostanza equivale a 6,022 x 10 ^ 23 molecole). La massa molare dell'idrogeno, essendo una molecola biatomica, è 2,016 g /mol. In altre parole, è il doppio della massa molare di un singolo atomo, e quindi il doppio del peso molecolare di 1.008 amu. Per trovare il conteggio delle talpe, dividere la massa in grammi per 2.016. Ad esempio, se la massa del gas idrogeno è di 0,5 grammi, allora n equivale a 0,2480 moli.

Converti la temperatura T in unità Kelvin aggiungendo 273,15 alla temperatura in gradi Celsius.

Utilizza il equazione del gas ideale (PV = nRT) per risolvere la pressione. n è il numero di moli e R è la costante di gas. È uguale a 0,082057 L atm /mol K. Pertanto, è necessario convertire il volume in litri (L). Quando risolvi la pressione P, sarà in atmosfera. (La definizione non ufficiale di una atmosfera è la pressione atmosferica a livello del mare.)

TL; DR (Troppo lungo, non letto)

Per le alte pressioni in cui l'idrogeno è spesso memorizzato, può essere usata l'equazione di van der Waals. È P + a (n /V) ^ 2 = nRT. Per il gas idrogeno biatomico, a = 0,244 atm L ^ 2 /mol ^ 2 e b = 0,0266L /mol. Questa formula elimina alcune delle ipotesi dell'equazione del gas ideale (ad es., Che le molecole di gas sono particelle puntiformi senza sezione trasversale e che non esercitano una forza attrattiva o repulsiva l'una sull'altra).