Aplicações da Lei dos Gases Ideais: Massa Molar, Densidade, e Volume

Todos os gases ideais estão em conformidade, a nível do comportamento, com uma relação particular entre pressão, volume, mols e temperatura conforme está indicado na lei do gás ideal. Nesta equação, R é a constante do gás ideal. A reordenação da equação permite que qualquer uma das variáveis seja calculada desde que as outras três sejam conhecidas.Por exemplo, qual é o volume de um mol de um gás ideal sob condições normais de temperatura e pressão, Abreviadas como STP, estas condições correspondem a 0 graus Celsius ou 273 kelvins e uma pressão atmosférica. Reorganizar a equação e substituir os valores para n, 1 mol, temperatura, 273 kelvin, pressão, uma pressão atmosférica, e a constante do gás ideal, 0, 08206 litros por mol-kelvin, um mol de um gás ideal ocupa um volume de 22, 4 litros. Este é o volume molar em STP, que é também uma boa aproximação para muitos gases comuns.A temperaturas mais elevadas e pressões mais baixas, o gás expande-se e o seu volume molar é maior do que em condições normais. A temperaturas mais baixas e pressões mais elevadas, o volume molar é menor. Outra quantidade útil de um gás é a sua densidade.Recordemos que o número de mols, n, é igual à massa do gás dividida pela sua massa molar. Tornar esta relação na equação ideal do gás, e, em seguida, reorganizá-la, dá origem a uma expressão para a massa sobre volume ou densidade. A partir dessa equação, a densidade do gás é diretamente proporcional à sua massa molar.É por isso que os balões de hélio flutuam quando libertados no exterior. A massa molar, e, portanto, a densidade do hélio, é muito menor do que a do ar, que é principalmente nitrogênio e oxigênio. Para além disso, note-se que que a densidade e a temperatura estão inversamente relacionadas.Isto pode ser observado quando se conduz um balão de ar quente. Ligar o queimador aquece as moléculas de ar dentro do balão e elas movem-se mais rapidamente. A pressão no balão aumenta, mas o balão é concebido de forma a que parte do ar saia.Isto torna o ar no balão menos denso do que o ar circundante. Devido a esta diferença de densidade, o balão sobe. Inversamente, desligar o queimador e abrir o respiradouro, permite que o calor saia.Como o balão contrai, o ar exterior entra, aumentando a densidade no balão mais do que o existente à volta. Então, por causa do peso no cesto, o balão desce. A equação, quando reorganizada, também nos permite calcular a massa molar de um gás desconhecido.Consideremos um gás desconhecido com uma massa de 12, 5 gramas que ocupa um volume de 6, 08 litros e exerce uma pressão de 1, 2 pressão atmosférica a 40 graus Celsius. A densidade do gás é conhecida a partir da massa e volume determinados. Depois, a temperatura em graus Celsius é convertida em unidades de kelvin e substituída na equação juntamente com os valores da pressão e a constante de gás.A solução para M produz uma massa molar de 44 gramas por mol. Portanto, o dióxido de carbono é o gás desconhecido.