en ideel gas er en, der svarer nøjagtigt til principperne i den kinetiske molekylære teori, hvor volumenet optaget af gaspartiklerne er ubetydeligt i forhold til beholderens samlede volumen, og der er ingen mærkbare intermolekylære attraktioner eller frastødninger.

virkelige gasser kan afvige fra ideel opførsel, især ved høje tryk og lave temperaturer. Omfanget af afvigelse måles ved hjælp af kompressibilitetsfaktoren. Kompressibilitetsfaktoren opnås ved at løse for n i den ideelle gaslov: opdeling af produktet af tryk og volumen med produktet af gaskonstanten og temperaturen (PV/RT) for en mol af et givet stof. Under ideelle forhold skal dette forhold mellem PV / RT være nøjagtigt lig med 1.

ægte gasser ved højt tryk

Ved højere tryk er gasmolekyler tættere sammen i et rum. Som et resultat af denne trængsel oplever gasmolekyler større attraktive intermolekylære kræfter. Intermolekylære kræfter holder molekyler sammen mere, hvilket mindsker kraften og hyppigheden af kollisioner med beholdervæggen og dermed sænker trykket under ideelle værdier. Ved højere tryk optager molekyler også en større del af beholderens volumen. Med andre gasmolekyler, der optager en større andel af beholderens volumen, er det ledige volumen af beholderen, der er tilgængeligt for et hvilket som helst molekyle, mindre end under ideelle forhold. Dette fald i tilgængeligt volumen medfører en stigning i tryk ud over ideelle forhold.

figur 6.14. Omtrentlige kompressibilitetsfaktorer af tre gasser ved 250 K.

reelle gasser ved lav temperatur

temperatur påvirker også afvigelser fra idealgasadfærd (figur 6.15). Når temperaturen falder, falder den gennemsnitlige kinetiske energi af gaspartiklerne. En større andel af gasmolekyler har derfor utilstrækkelig kinetisk energi til at overvinde attraktive intermolekylære kræfter fra tilstødende atomer. Dette betyder, at gasmolekyler bliver “klæbrige” til hinanden og kolliderer med beholderens vægge med mindre frekvens og kraft, hvilket reducerer trykket under det ideelle værdier.

figur 6.15. Omtrentlig komprimeringsfaktor for nitrogen ved forskellige temperaturer.

van Der-ligningen

det skal bemærkes, at hvis de nye udtryk A og b er lig med nul (under ideelle forhold), forenkles ligningen tilbage til den ideelle gaslov: PV = nRT.

tabel 6.3 udvalgte konstanter for gasmolekyler.

	a (L2atm/mol2)	b (L/mol)
Helium	0.03457	0.0237
Neon	0.2135	0.01709
Hydrogen	0.2476	0.02661
Argon	1.355	0.0320
Nitric oxide	1.358	0.02789
Oxygen	1.378	0.03183
Nitrogen	1.408	0.03913
Carbon monoxide	1.505	0.03985
Methane	2.283	0.04278
Krypton	2.349	0.03978
Carbon dioxide	3.640	0.04267
Hydrogen chloride	3.716	0.04081
Nitrous oxide	3.832	0.04415
Ammonia	4.225	0.0371
4.250	0.05105

eksempel 21

brug van der-ligningen og tabel 6.3 til at bestemme trykket i atmosfærer på 2,00 mol iltgas i en 30,00 l kolbe ved 25,0 OC.

løsning

\left(P+a\ {\left}^2\right)\ \left(V-nb\right)=nRT\

\left(P+a\ {\left}^2\right)\ \left(V-nb\right)=NRT\
\left(P+{\rm 1.378}\frac{L^2atm}{{mol}^2}\ {\left}^2\højre)\ \venstre(30.00\ l-2.00\ mol\ ({\rm 0.03183}\frac{{\rm l}}{{\rm mol}})\højre)=(2.00\ mol)\ \left(0.08206\ L\ atm\ k^{-1}\ \ {mol}^{-1}\højre)(\ 298.15\ k)\

P =1.63 atm

nøgle grillbarer

• en ideel gas er en, der er i overensstemmelse nøjagtigt med principperne i den kinetiske molekylære teori, hvor volumenet besat af den kinetiske molekylære gaspartikler er ubetydelige i forhold til beholderens samlede volumen, og der er ingen mærkbare intermolekylære attraktioner eller afstødninger.
• en reel gas er en, der afviger fra ideel opførsel på grund af virkningerne af gaspartikler, der optager et endeligt volumen og styrken af intermolekylære kræfter.denne ligning kompenserer for afvigelser fra idealgasadfærd.