Belangrijkste verschil - Echt versus ideaal gas

Een gas is een soort fysieke toestand waarin materie kan voorkomen. Wanneer de deeltjes of de moleculen van een verbinding vrij kunnen bewegen overal in een container, wordt deze verbinding een gas genoemd. De gasvormige toestand verschilt van andere twee fysieke toestanden (vaste en vloeibare toestand) afhankelijk van de manier waarop deeltjes of moleculen zijn verpakt. Een echt gas is een gasvormige verbinding die echt bestaat. Een ideaal gas is een gasvormige verbinding die in werkelijkheid niet bestaat, maar een hypothetisch gas is. Sommige gasvormige verbindingen vertonen echter ongeveer hetzelfde gedrag als ideale gassen bij specifieke temperatuur- en drukomstandigheden. Daarom kunnen we gaswetten toepassen voor dat soort echte gassen door aan te nemen dat het ideale gassen zijn. Ook al zijn de juiste omstandigheden aanwezig, een echt gas kan niet 100% in de buurt komen van het gedrag van een ideaal gas vanwege de verschillen tussen echt en ideaal gas. Het belangrijkste verschil tussen echt en ideaal gas is dat: echte gasmoleculen hebben intermoleculaire krachten, terwijl een ideaal gas geen intermoleculaire krachten heeft.

Belangrijkste gebieden die worden gedekt

1. Wat is een echt gas – Definitie, specifieke eigenschappen 2. Wat is een ideaal gas? – Definitie, specifieke eigenschappen 3. Wat is het verschil tussen echt en ideaal gas? – Vergelijking van de belangrijkste verschillen

Sleutelbegrippen: gas, ideaal gas, gaswetten, intermoleculaire krachten, echt gas

Wat is een echt gas?

Een echt gas is een gasvormige verbinding die echt in de omgeving voorkomt. Deze echte gassen zijn samengesteld uit verschillende atomen of moleculen die deeltjes worden genoemd. Deze gasdeeltjes zijn constant in beweging. Een gasdeeltje heeft een bepaald volume en massa. Daarom heeft een gas een bepaald volume en een massa. Het volume van een gas wordt beschouwd als het volume van de container waarin het gas wordt bewaard.

Sommige echte gassen zijn samengesteld uit atomen. Heliumgas is bijvoorbeeld samengesteld uit heliumatomen. Maar andere gassen zijn samengesteld uit moleculen. Stikstofgas bestaat bijvoorbeeld uit N₂ moleculen. Daarom hebben deze gassen een massa en een volume.

Bovendien hebben echte gasmoleculen intermoleculaire aantrekkingskrachten. Deze aantrekkingskrachten worden Van der Waal-interacties genoemd. Deze aantrekkingskrachten zijn zwak. Botsingen tussen echte gasmoleculen zijn niet-elastisch. Dit betekent dat wanneer twee echte gasdeeltjes met elkaar colloïderen, een verandering in de energie van het deeltje en een verandering in de richting van zijn beweging kan worden waargenomen.

Sommige echte gassen kunnen zich echter gedragen als ideale gassen onder lage druk en hoge temperatuur. Bij hoge temperaturen wordt de kinetische energie van gasmoleculen verhoogd. Daarom versnelt de beweging van gasmoleculen. Dit resulteert in minder of geen intermoleculaire interacties tussen echte gasmoleculen.

Daarom kunnen we bij lage druk en hoge temperaturen gaswetten toepassen op echte gassen. Bijvoorbeeld bij lage druk en hoge temperatuur;

PV / nRT ≈ 1

Waar P de druk van het gas is,

V is het volume van het gas,

n is het aantal mol gas,

R is de ideale gasconstante en

T is de temperatuur van het systeem.

Deze waarde wordt de. genoemd samendrukbaarheidsfactor. Het is een waarde die wordt gebruikt als correctiefactor voor de afwijking van een eigenschap van een echt gas van een ideaal gas. Maar voor echte gassen PV ≠ nRT.

Figuur 1: Samendrukbaarheidsfactor voor verschillende gassen ten opzichte van een ideaal gas

Hoewel de waarde van PV /nRT niet exact gelijk is aan 1, is het een ongeveer gelijke waarde bij lage druk en hoge temperatuur.

Wat is een ideaal gas?

Een ideaal gas is een hypothetisch gas dat niet echt in het milieu voorkomt. Het concept van ideaal gas werd geïntroduceerd omdat het gedrag van echte gassen gecompliceerd is en van elkaar verschilt, en het gedrag van een echt gas kan worden beschreven met betrekking tot de eigenschappen van een ideaal gas.

Ideale gassen zijn gasvormige verbindingen die zijn samengesteld uit zeer kleine moleculen met een verwaarloosbaar volume en een massa. Zoals we al weten, zijn alle echte gassen samengesteld uit atomen of moleculen met een bepaald volume en een massa. De botsingen tussen ideale gasmoleculen zijn elastisch. Dit betekent dat er geen veranderingen zijn in de kinetische energie of de richting van de beweging van het gasdeeltje.

Er zijn geen aantrekkingskrachten tussen ideale gasdeeltjes. Daarom bewegen deeltjes hier en daar vrijelijk. Ideale gassen kunnen echter echte gassen worden bij hoge drukken en lage temperaturen, omdat de gasdeeltjes dicht bij elkaar komen met een verminderde kinetische energie die zal resulteren in de vorming van intermoleculaire krachten.

Figuur 2: Het gedrag van Ideaal gas ten opzichte van het He-gas en CO2-gas

Een ideaal gas voldoet aan alle gaswetten zonder enige aannames. De waarde voor PV /nRT voor een ideaal gas is gelijk aan 1. De waarde voor PV is dus gelijk aan de waarde voor nRT. Als deze waarde (samendrukbaarheidsfactor) gelijk is aan 1 voor een bepaald gas, dan is het een ideaal gas.

Verschil tussen echt en ideaal gas

Definitie

Echt gas: Een echt gas is een gasvormige verbinding die echt in de omgeving voorkomt.

Ideaal gas: Een ideaal gas is een hypothetisch gas dat niet echt in het milieu voorkomt.

Intermoleculaire attracties

Echt gas: Er zijn intermoleculaire aantrekkingskrachten tussen echte gasdeeltjes.

Ideaal gas: Er zijn geen intermoleculaire aantrekkingskrachten tussen ideale gasdeeltjes.

Gasdeeltje

Echt gas: De deeltjes in een echt gas hebben een bepaald volume en een massa.

Ideaal gas: De deeltjes in een ideaal gas hebben geen bepaald volume en geen massa.

botsingen

Echt gas: Botsingen tussen echte gasmoleculen zijn niet-elastisch.

Ideaal gas: Botsingen tussen ideale gasmoleculen zijn elastisch.

Kinetische energie

Echt gas: De kinetische energie van echte gasdeeltjes verandert bij botsingen.

Ideaal gas: De kinetische energie van ideale gasdeeltjes is constant.

Verandering in de staat

Echt gas: Een echt gas kan zich gedragen als een ideaal gas bij lage druk en hoge temperatuur.

Ideaal gas: Een ideaal gas kan zich bij hoge druk en lage temperatuur gedragen als een echt gas.

Conclusie

Echte gassen zijn gasvormige verbindingen die echt in het milieu voorkomen. Maar ideale gassen zijn hypothetische gassen die niet echt bestaan. Deze ideale gassen kunnen worden gebruikt om het gedrag van echte gassen te begrijpen. Bij het toepassen van een gaswet voor een echt gas, kunnen we aannemen dat echte gassen zich gedragen als ideale gassen bij lage druk en hoge temperatuur. Maar de juiste manier is om correctiefactoren te gebruiken voor de berekeningen in plaats van aan te nemen. De correctiefactoren worden verkregen door het verschil tussen reëel en ideaal gas te bepalen.

Referenties:

1. "Echte gassen." Chemie LibreTexts, Libretexts, 1 februari 2016, hier beschikbaar. Geraadpleegd op 6 september 2017. 2. "Samendrukbaarheidsfactor." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 11 aug. 2017, hier beschikbaar. Geraadpleegd op 6 sept. 2017. 3. “Ideaal gas.” Wikipedia, Wikimedia Foundation, 30 aug. 2017, hier beschikbaar. Geraadpleegd op 6 september 2017.

Afbeelding met dank aan:

1. "Factor Z vs" door Antoni Salvà - Eigen werk (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia