Un'atmosfera, o atmosfera, è un'unità di pressione del gas. Una atm è la pressione atmosferica a livello del mare, che, in altre unità, è di 14,7 libbre per pollice quadrato, 101325 Pascal, 1,01325 bar o 1013,25 millibar. La legge del gas ideale consente di collegare la pressione di un gas all'interno di un contenitore al numero di moli di gas, a condizione di mantenere costante la temperatura e il volume. Secondo la legge sul gas ideale, 1 mole di gas che occupa un volume di 22,4 litri a 273 gradi Kelvin (0 gradi Celsius o 32 gradi Fahrenheit) esercita una pressione pari a 1 ATM. Queste condizioni sono note come temperatura e pressione standard (STP).

TL; DR (troppo lungo, non letto)

Utilizzare la legge del gas ideale per correlare la pressione (P) di un gas in un contenitore a temperatura costante (T) al numero di moli (n) di gas.

P = (nRT) ÷ V, dove R è la costante di gas ideale.

La legge sul gas ideale

La legge sul gas ideale riguarda la pressione del gas (P) e il volume (V) al numero di moli di gas (n) e la temperatura (T) del gas in gradi Kelvin. In forma matematica, questa relazione è:

PV = nRT

R è una costante nota come costante di gas ideale. Quando misurate la pressione in atmosfera, il valore di R è 0.082057 L atm mol ^{-1K -1 o 8.3145 m 3 Pa mol -1K -1 (dove [L ] indica litri).}

Questo rapporto è tecnicamente valido solo per un gas ideale, che è quello che ha particelle perfettamente elastiche senza estensione spaziale. Nessun gas reale soddisfa queste condizioni, ma in STP, la maggior parte dei gas si avvicina abbastanza da rendere applicabile la relazione.

Relazionare la pressione con i fori di gas

È possibile riorganizzare l'equazione del gas ideale per isolare o pressione o numero di moli su un lato del segno di uguale. Diventa P = (nRT) ÷ V o n = PV ÷ RT. Se si mantiene costante la temperatura e il volume, entrambe le equazioni offrono una proporzionalità diretta:

P = C × n e n = (1 /C) × P, dove C = RT ÷ V.

Per calcolare C, è possibile misurare il volume in litri o metri cubici purché si ricordi di utilizzare il valore di R che è compatibile con la propria scelta. Quando si utilizza la legge del gas ideale, esprimere sempre la temperatura in gradi Kelvin. Converti da gradi Celsius aggiungendo 273.15. Per convertire in Kelvin da Fahrenheit, sottrarre 32 dalla temperatura Fahrenheit, moltiplicare per 5/9 e aggiungere 273.15.

Esempio

La pressione del gas argon all'interno di una lampadina da 0,5 litri è 3.2 ATM quando la lampadina è spenta e la temperatura della stanza è di 25 gradi Celsius. Quanti moli di argon sono nel bulbo?

Inizia calcolando la costante C = RT ÷ V, dove R = 0,082 L atm mol ^{-1K -1. Tieni presente che 25 gradi Celsius = 298,15 K.}

C = 48,9 atm mol ^-1.

Inserisci quel valore nell'equazione n = (1 /C) × P.

Il numero di moli di gas è: (1 /48,9 atm mol ^{-1) × 3,2 atm}

= 0,065 moli.