Hva er en ekte gass i kjemi?

En ekte gass er en som avviker fra oppførselen til den såkalte ideelle gassloven. Den ideelle gassen er en teoretisk gass, hvis oppførsel følger en viss lov.

Den ideelle gassloven

Loven som styrer oppførselen til ideelle gasser er:

PV = nRT

Hvor:

P = trykk

V = volum

n = antall mol av gassen

R = gasskonstant

T = absolutt temperatur

Den ideelle gassloven fungerer for alle ideelle gasser uavhengig av deres kjemiske identitet. Men denne ligningen, som er en tilstandsligning, gjelder bare visse betingelser. Den forutsetter at partiklene deltar som perfekte elastiske kollisjoner, uten volum og ikke samhandler med hverandre bortsett fra når de kolliderer. Med andre ord, gassen oppfører seg i henhold til den kinetiske molekylære teorien om gasser.

Likheter mellom ekte og ideelle gasser

• Både ekte og ideelle gasser har masse.
• Gasser er mye mindre tett enn væsker eller faste stoffer. Gasspartiklene, både reelle og ideelle, er veldig langt fra hverandre.
• Siden de er svært sparsomme, er størrelsen og volumet på gasspartiklene svært små, sammenlignet med avstanden mellom partiklene.
• Partiklene til begge gassene har kinetisk energi. Gasspartikler beveger seg tilfeldig, men praktisk talt i en rett linje mellom kollisjoner.

Oppførsel av ekte gasser

En ekte gass er en gass som på grunn av intermolekylære interaksjoner ikke oppfører seg som en ideell gass. Den ideelle gassloven er basert på antakelsene om at gasser består av punktmasser som opplever kollisjoner. På denne måten avviker de faktiske gassene fra disse forutsetningene ved lave temperaturer eller høye trykk.

1. Når trykket øker, nærmer volumet av gassen seg null, det vil si at det avtar. Den når ikke null, fordi det fortsatt er molekyler som opptar en viss plass.

• De intermolekylære kreftene som eksisterer mellom gassene er større når temperaturene senkes, siden den molekylære bevegelsen i dette aspektet avtar til den stopper.

Derfor, hvis vi modifiserer disse forholdene, kan den virkelige gassen oppføre seg som en ideell gass, under to forhold:

1. Lavt trykk: Mange gasser har lavt trykk.
2. Høye temperaturer: i gasser regnes forhøyede temperaturer som de som overstiger fordampningstemperaturen. Så selv ved romtemperatur er det nok til å gi ekte gasser den kinetiske energien som gjør at de fungerer som ideelle gasser.

Ekte gassligning

Den ideelle gassen følger vanligvis ligningen PV = nRT, der P er trykket i atmosfærer, V er volumet i liter, n er antall mol, R er den ideelle gasskonstanten uttrykt i SI-enheter som 0,082 L. atm/mol K, og T er temperaturen målt i grader Kelvin.

For ekte gasser må to endringer innføres ved å legge til en konstant for trykk og trekke fra en annen konstant for volum. Den nye ligningen er som:

(P + an2 ⁾ (V-nb) = nRT

Hvor «a» er tiltrekningskonstanten mellom molekylene til en gitt gass, og «b» er volumet til disse molekylene inne i beholderen. Det bør også bemerkes fra ligningen ovenfor at ytterligere «n» (mol) er gitt, siden «a» og «b» er verdier for en enkelt mol av den gassen. 

Det er derfor du må multiplisere verdien av konstantene med det totale antallet mol for å få riktig verdi. Dessuten er verdiene til konstantene forskjellige for hver gass, siden hver av dem har forskjellige egenskaper.

Den virkelige gassligningen kalles Van der Waals-ligningen. Det viktige her er at du også trenger å kjenne verdiene til konstantene «a» og «b», som heldigvis er lett tilgjengelige og søkbare.

Kilder

Helmenstine, A. (2021). Ekte gass vs. ideell gass. Hentet 14. februar 2022 fra https://sciencenotes.org/real-gas-vs-ideal-gas/

Ekte gass. (2013). Hentet 30. mai 2021 fra https://cutt.ly/onsPSqr