Gasernas allmänna tillståndsekvation är ett bra redskap för beräkningar som innehåller gaser. Då den används antas alltid att gaserna beter sig som idealgaser.
pV = nRT
p = tryck (enhet Pa eller bar)
V = volym (enhet l eller dm3)
n = substansmängd (enhet mol)
T = temperatur (enhet K, ”kelvin”)
R = allmänna gaskonstanten (kolla siffervärde i Maols)
Tips 1: Temperaturer i celcius och kelvin har samma skala, men noll vid olika ställen. Omvandla från celcius till kelvin genom att addera 273,15 till temperaturen du har i celcius. T. ex. 25°C = (25 + 273,15)K = 298,15K.
Tips 2: Trycket i Pa och i bar har samma skala och omvandlingen handlar om att multiplicera/dividera med 100 000. T. ex. 1,21 bar = 121 000 Pa = 121 kPa.
I laboratoriet undersöktes sönderfall av väteperoxid. Då väteperoxid sönderfaller bildas syrgas. Syrgasen samlades i ett kärl under laborationen och har volymen 23 ml. Temperaturen i laboratoriet är 22 °C och trycket 1,02 bar. Vilken är substansmängden för syrgasen som bildats?
Lösning:
Syrgasen kan antas bete sig som en idealgas då den är i rumstemperatur. Vi kan alltså utnyttja allmänna tillståndsekvationen pV=nRT för att lösa ut substansmängden.
23 ml = 0,023 l = 0,023 dm3
22 °C = (22 +273,15) K = 295,15 K
Uppgift: 250 g butangas förbränns i överskott av syre. Hur många liter koldioxid bildas i temperaturen 25 °C och 1,007 bar?
Lösningsstrategi:
Skriv en balanserad reaktionslikhet
Beräkna substansmänden för butan
Bestäm förhållandet för substansmängder och räkna koldioxidens substansmängd
Beräkna koldioxidens volym med gasernas allmänna tillståndsekvation
Lösning:
1. Vi skriver en balanserad reaktionslikhet för förbränningen
2 C4H10(g) + 13 O2(g) → 8 CO2(g) + 10 H2O(l)
2. Beräkna substansmängden för butan
3. Förhållandet ur reaktionslikheten samt koldioxidens substansmängd
4. Beräkna koldioxidens volym med allmänna tillståndsekvationen
Svar: Vid 25°C är den bildade koldioxidens volym 420 liter.