Contenu
Une atm, ou atmosphère, est une unité de pression de gaz. Un atm est la pression atmosphérique au niveau de la mer, qui dans les autres unités est de 14,7 livres par pouce carré, 101325 Pascals, 1,01325 bars ou 1013,25 millibars. La loi sur les gaz parfaits vous permet de lier la pression d’un gaz à l’intérieur d’un récipient au nombre de moles de gaz, à condition de maintenir la température et le volume constants. Selon la loi des gaz parfaits, 1 mole de gaz occupant un volume de 22,4 litres à 273 degrés Kelvin (0 degré Celsius ou 32 degrés Fahrenheit) exerce une pression égale à 1 ATM. Ces conditions sont appelées température et pression standard (STP).
TL; DR (Trop long; n'a pas lu)
Utilisez la loi des gaz parfaits pour associer la pression (P) d’un gaz dans un récipient à température constante (T) au nombre de moles (n) de gaz.
P = (nRT) V, où R est la constante de gaz idéale.
La loi des gaz parfaits
La loi des gaz parfaits associe la pression de gaz (P) et le volume (V) au nombre de moles de gaz (n) et à la température (T) du gaz en degrés Kelvin. Sous forme mathématique, cette relation est:
PV = nRT
R est une constante connue sous le nom de constante de gaz idéale. Lorsque vous mesurez la pression en atmosphères, la valeur de R est 0,082057 L atm mol-1K-1 ou 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (où signifie litres).
Cette relation n’est techniquement valable que pour un gaz idéal, qui contient des particules parfaitement élastiques sans extension spatiale. Aucun gaz réel ne remplit ces conditions, mais chez STP, la plupart des gaz sont suffisamment proches pour rendre la relation applicable.
Relier la pression à des moles de gaz
Vous pouvez modifier l’équation du gaz idéal pour isoler la pression ou le nombre de moles d’un côté du signe d’égalité. Il devient soit P = (nRT) V ou n = PV RT. Si vous maintenez la température et le volume constants, les deux équations vous donnent une proportionnalité directe:
P = C × n et n = (1 / C) × P, où C = RT V.
Pour calculer C, vous pouvez mesurer le volume en litres ou en mètres cubes tant que vous vous souvenez d’utiliser la valeur de R compatible avec votre choix. Lorsque vous utilisez la loi des gaz parfaits, exprimez toujours la température en degrés Kelvin. Convertissez des degrés Celsius en ajoutant 273,15. Pour convertir des degrés Fahrenheit en degrés Kelvin, soustrayez 32 de la température en degrés Fahrenheit, multipliez par 5/9 et ajoutez 273,15.
Exemple
La pression du gaz argon à l'intérieur d'une ampoule de 0,5 litre est de 3,2 ATM lorsque l'ampoule est éteinte et que la température ambiante est de 25 degrés Celsius. Combien de moles d'argon sont en bulbe?
Commencez par calculer la constante C = RT V, où R = 0,082 L atm mol-1K-1. N'oubliez pas que 25 degrés Celsius = 298,15 K.
C = 48,9 atm mol-1.
Insérez cette valeur dans l'équation n = (1 / C) × P.
Le nombre de moles de gaz est: (1 / 48.9 atm mol-1 ) × 3,2 atm
= 0,065 moles.