Ideal Gas Equation

1. Boyle’s law: V a (at constant n and T) Charles’ law: VaT(at constant n and P) Avogadro’s law: V a n(at constant P and T) Va nT nT nT R is the gas constant P P P V = constant x = R 1 P PV = nRT Ideal Gas Equation

3. What is the volume (in liters) occupied by 49.8 g of HCl at STP? T = 0 0C = 273.15 K P = 1 atm PV = nRT 1 mol HCl V = n = 49.8 g x = 1.37 mol 36.45 g HCl 1.37 mol x 0.0821 x 273.15 K V = 1 atm nRT V = 30.6 L L•atm P mol•K

4. Argon is an inert gas used in lightbulbs to retard the vaporization of the filament. A certain lightbulb containing argon at 1.20 atm and 18 0C is heated to 85 0C at constant volume. What is the final pressure of argon in the lightbulb (in atm)? n, V and Rare constant PV = nRT = constant P1 = 1.20 atm P2 = ? T1 = 291 K T2 = 358 K nR P = = T V P1 P2 T2 358 K T1 T2 T1 291 K = 1.48 atm = 1.20 atm x P2 = P1 x

5. العلاقة المنظومية بين الثلاثة قوانين (1) قانون الغازات العام PV = nRT (2) والقانون الوزني للمول n = wt./M.wt. (3) والقانون الحجمي للمولارية M = n/V(L) تشمل احتواءهم على عدد المولات n ، فعليه يمكن التعويض في أي منهم بالآخر. فإذا كنا نرغب في معرفة الوزن الجزيئي لغاز مجهول أو كتلته فيتم التعويض عن عدد المولات بقانون الغازات العام من قيمتها في القانون الوزني للمول: n = wt./M.wt. & PV = nRT PV = (wt./M.wt.) . RT أذن: ويمكن إيجاد كثافة الغاز (mL/gm) d = الكتلة (gm) wt. ÷ الحجمV (L) وذلك بالتعويض عن الحجم والكتلة بالكثافة بالمعادلة أعلاه كالتالي: V). RT ÷ wt.) P. M.wt. = P. M.wt. = d. RT RT) ÷ d = (P. M.wt.

6. مثال 3 : كأس حجمه 120 مل ممتلئ بغاز وزنه 0.345 جم عند ضغط 1 جو ودرجة حرارة 100 مئوية، أحسب الوزن الجزيئي للغاز. الحـل : يتم استخدام القانون التالي: PV = (wt./M.wt.) . RT الذي تم اشتقاقه من القانون العام للغازات أعلاه. أي أن : PV ÷ M.wt = (wt. x RT) 1 atm x 0.12 L ÷M.wt. = (0.345 gm x 0.0821L.atm/K.mol x 373 K) الوزن الجزيئي للغاز = = 88 gm/mol وتم تحليل الغاز بجهاز التحليل الدقيق للعناصر فوجد أن الغاز يتكون من كربون وهيدروجين وأكسجين بنسب C : 54.5% و H : 9.10 % و O : 36.4 % . فما هي الصيغة الجزيئية للغاز؟ أولا نجد الصيغة البسيطة ومنها مع معرفة الوزن الجزيئي للغاز يمكن التوصل للصيغة الجزيئية للغاز كالتالي:

7. ثانياً : يتم حساب الوزن الجزيئي للصيغة البسيطة C2H4O= 12×2+1×4+16 = 44 جم لكل مول المعامل = الوزن الجزيئي للغاز 88 ÷ الوزن الجزيئي للصيغة الجزيئية 44 = 2 إذن: الصيغة الجزيئية للغاز= الصيغة البسيطة × المعامل=C2H4O×2= C4H8O2 وقد تكون هذه الصيغة الجزيئية لمركب أستر ذو رائحة نفاذة هو إيثايل اسيتات:CH3COOCH2CH3أو حمض البيوتانويك CH3CH2CH2COOH ذو رائحة بطارية السيارات. ويمكن بسهولة التأكد من الغاز إذا كان أستر أو حمض كربوكسيلي ، وذلك باختبار الحموضة بعد تبريد الغاز لأن كلا من الاستر والحمض يوجدان في صورة غازية عند درجة حرارة 100 مئوية.

8. MCQ1 - الحجم الذي يشغله 0.25 مول من غاز الأكسجين عند ضغط 0.5 جوي ودرجة حرارة 050م هو: أ ـ 13.24 لتر ب - 13.4لتر ج ـ 13.00 لتر د ـ 14.00 لتر MCQ2 - الحجم الذي يشغله 3.4 جرام من غاز النشادر (الأمونيا) عند درجة حرارة027 م وضغط 2 جوي هو: أ ـ 2.5 لتر ب - 2.46 لتر ج ـ 3.0 لتر د ـ لا شيء مما سبق (MCQ3كثافة غاز الإيثان CH3CH3 بالجرام لكل لتر عند درجة حرارة 027م وضغط 1.2 جوي : أ ـ 1.46جم/لتر ب - 1.46كلجم/لترج ـ 14.6جم/لتر د ـ 141جم/لتر (MCQ4 عدد مولات غاز النيتروجين الموجودة في حجم 11.2 لتر عند الظروف القياسية هي : أ ـ 2.0 مول ب - 0.2 مول ج ـ x 10-3 11.2 مول د ـ 0.5 مول

9. (MCQ5 الوزن الجزيئي لغاز ما إذا كان 10 جم من هذا الغاز تشغل 2.8 لتر عند 027م وضغط 2 جوي: أ ـ 44 جم/مول ب- 1.46 جم/مول ج ـ 33جم/مول د ـ 22جم/مول MCQ6) A small bubble rises from the bottom of a lake, where the temperature and pressure are 4C and 3.0 atm, to the water's surface, where the temperature is 25C and the pressure is 0.95 atm. Calculate the final volume of the bubble if its initial volume was 2.1 mL. A. 0.72 mL B. 6.2 mL C. 41.4 mL D. 22.4 mL E. 7.1 mL