Các hóa học Nó là khoa học nghiên cứu thành phần và các biến đổi có thể xảy ra đối với vật chất, dưới bất kỳ dạng nào của nó. Một trong những lĩnh vực nghiên cứu quan trọng nhất trong hóa học là khí, vì cần phải phân tích hành vi của chúng trên Trái đất.
Khí, như được dự định trong toàn bộ môn học, nên được giải thích bằng các phương trình và các yếu tố toán học và thống kê khác, trong mọi trường hợp là khác nhau tùy thuộc vào loại khí và các điều kiện xung quanh nó. Do sự phức tạp của những phép tính này, nhà hóa học Jan van Helmont (cũng là người đã đặt ra khái niệm khí) đã phát triển một Định luật nổi tiếng, khái quát hóa xu hướng hành vi khí, trong mối quan hệ giữa động năng và nhiệt độ.
Các Định luật Van Helmont, trong phiên bản đơn giản nhất của nó, chỉ ra rằng ở nhiệt độ không đổi, thể tích của một khối khí cố định tỷ lệ nghịch với áp suất mà nó tạo ra: P * V = k không đổi. Tuy nhiên, giống như bất kỳ đóng góp khoa học nào, nó phải có thể được đối chiếu và đảm bảo độ tin cậy của nó, điều này được cho là không xảy ra trong mọi trường hợp.
Kết luận đạt được là không phải Luật sai, mà là nó chỉ hoạt động cho một khí lý thuyết, một giả thiết về chất khí trong đó các phân tử không bị sụp đổ giữa chúng, luôn có cùng số lượng các phân tử chiếm cùng thể tích ở cùng điều kiện áp suất và nhiệt độ, và không có lực hút hoặc lực đẩy.
Các khí lý tưởng, mặc dù không đại diện cho một loại khí thực sự tồn tại, nó là một công cụ hỗ trợ một số lượng lớn các phép tính toán học.
Các phương trình tổng quát của khí lý tưởngHơn nữa, nó là kết quả của sự kết hợp của hai định luật cơ bản khác cho hóa học, cũng giả định rằng các chất khí tuân theo các đặc tính của khí lý tưởng. Định luật Boyle-Mariotte liên hệ giữa thể tích và áp suất của một lượng khí ở nhiệt độ không đổi, thấy rằng chúng tỉ lệ nghịch. Định luật Charles - Gay Lussac liên hệ giữa thể tích và nhiệt độ, thấy rằng chúng tỷ lệ thuận với áp suất không đổi.
Không thể tạo danh sách cụ thể của khí lý tưởng, bởi vì như đã nói nó là một khí giả định. Nếu bạn có thể liệt kê một tập hợp các khí (bao gồm cả khí quý) mà cách xử lý của chúng có thể giống với khí lý tưởng, bởi vì các đặc tính tương tự nhau, miễn là các điều kiện áp suất và nhiệt độ bình thường.
- Nitơ
- Ôxy
- Hydrogen
- Cạc-bon đi-ô-xít
- Heli
- Neon
- Argon
- Krypton
- Xenon
- Radon
Các khí thực đối lập với lý tưởng, chúng có đặc tính nhiệt động lực học và do đó không tuân theo cùng một phương trình trạng thái như khí lý tưởng. Ở áp suất cao và nhiệt độ thấp, các chất khí chắc chắn phải được coi là thực. Trong trường hợp đó, khí được cho là ở điều kiện mật độ cao.
Các sự khác biệt đáng kể giữa khí lý tưởng và khí thực là cái sau không thể nén vô thời hạn, nhưng khả năng nén của nó tương ứng với mức áp suất và nhiệt độ.
Các khí thực chúng cũng có một phương trình trạng thái mô tả hành vi của chúng, phương trình này được cung cấp bởi Van der waals vào năm 1873. Phương trình có tính khả thi khá cao trong điều kiện áp suất thấp và điều chỉnh phương trình khí lý tưởng ở một mức độ nào đó: P * V = n * R * T, trong đó n là số mol khí, và R một hằng số được gọi là 'hằng số khí'.
Các chất khí không hoạt động theo cách tương tự như khí lý tưởng được gọi là khí thực. Danh sách sau đây cho thấy một số ví dụ về những khí này, mặc dù những khí đã được liệt kê là khí lý tưởng cũng có thể được thêm vào, nhưng lần này trong điều kiện áp suất cao và / hoặc nhiệt độ thấp.
- Amoniac
- Mêtan
- Etane
- Etilen
- Propan
- Butan
- Pentane
- Benzen
