L'equazione del gas ideale discussa di seguito nel passaggio 4 è sufficiente per calcolare la pressione del gas idrogeno in circostanze normali. Oltre 150 psi (dieci volte la normale pressione atmosferica) e potrebbe essere necessario invocare l'equazione di van der Waals per tenere conto delle forze intermolecolari e della dimensione finita delle molecole.
Misura la temperatura (T), volume (V) e massa dell'idrogeno gassoso. Un metodo per determinare la massa di un gas consiste nell'evacuare completamente un vaso leggero ma forte, quindi pesarlo prima e dopo l'introduzione dell'idrogeno.
Determinare il numero di moli, n. (Le talpe sono un modo di contare le molecole. Una talpa di una sostanza equivale a 6.022 × 10 ^ 23 molecole.) La massa molare dell'idrogeno gassoso, essendo una molecola diatomica, è di 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 dell'idrogeno è di 0,5 grammi, allora n è uguale a 0,2480 moli.
Converti la temperatura T in unità Kelvin aggiungendo 273,15 alla temperatura in gradi Celsius.
Usa il equazione del gas ideale (PV \u003d nRT) per risolvere la pressione. n è il numero di moli e R è la costante del gas. È uguale a 0,082057 L atm /mol K. Pertanto, è necessario convertire il volume in litri (L). Quando risolvi per la pressione P, sarà in atmosfere. (La definizione non ufficiale di una atmosfera è la pressione dell'aria a livello del mare.)
Suggerimenti
Per le alte pressioni in cui viene spesso immagazzinato idrogeno, si può usare l'equazione di van der Waals. Per l'idrogeno gassoso biatomico, a \u003d 0,244 atm L ^ 2 /mol ^ 2 eb \u003d 0,0266L /mol. Questa formula elimina alcune delle ipotesi dell'equazione del gas ideale (ad esempio, che le molecole di gas sono particelle puntiformi senza sezione trasversale e che non esercitano una forza attrattiva o repulsiva l'una sull'altra).
