Desconcertante de la demanda en Chang y Overby "Química General"

Question

Estoy leyendo el capítulo sobre los gases en Chang/Overby del libro "Química General: Los Conceptos Esenciales", y el pasaje siguiente, que me causa un poco de confusión:

No entiendo muy bien el subrayado de la sentencia; en particular, no entiendo cómo el subrayado de reclamación "siguiente" de la instrucción anterior. De hecho, yo en realidad no creo que lo hace.

Por ejemplo, supongamos que en lugar de que el volumen de cualquier gas a una temperatura dada y la presión es inversamente proporcional al número de moles de gas presente; es decir, suponga que la relación entre el volumen y la cantidad en lugar de ello se

$$V \stackrel{?!}{=} \frac{k}{n},$$

para algunas constantes $k$. Entonces se podría ciertamente ser cierto que volúmenes iguales de gases diferentes contienen la misma cantidad de gas. Por ejemplo, si yo tuviera la $5$L $\ce{H2}$, entonces, de acuerdo con los de arriba "falsa ley", habría $k/5$ moles de $\ce{H2}$. Del mismo modo, si yo tuviera la $5$L $\ce{N2}$, tendría $k/5$ moles de $\ce{N2}$ - la misma cantidad!

Así que la afirmación de que la proporcionalidad de la siguiente manera por el hecho de que volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas parece ilógico. De hecho, a mí me parece que lo único que lógicamente podría deducir a partir de la primera hipótesis es que existe alguna relación entre el volumen y la cantidad que tiene para todos los gases (es decir, la relación no depende de que el mismo gas).

Me estoy perdiendo algo, o es la declaración en el libro un error?

Answer 1

La otra respuesta es, me parece excelente.

Su pregunta es, básicamente, "pero ¿y si no hay una proporción directa entre el número de moléculas de gas y el volumen?" En su lugar, que era la hipótesis de Avogadro, en pocas palabras: el volumen de gas se determina exactamente proporcional al número de moléculas en ella.

Tienes razón principal que usted podría tener una "falsa ley", donde el número de moléculas es inversamente proporcional al volumen y todavía tienen el mismo número de moléculas por $\ce{H2}$$\ce{N2}$.

Vamos a seguir el curso de lógica. Eso significaría que si puedo obtener 10 L de $\ce{H2}$, yo tendría $k/10$ de moléculas. Vamos a imaginar que puedo añadir más y más volumen, para obtener 100 L de 1.000 L de gas. En algún momento, me necesariamente debe dividir las moléculas de fracciones en su falsa ley. Ciertamente, una molécula debe ocupar algunos indivisible de volumen, ya que de Avogadro creía en la teoría atomista.

En su lugar, la solución obvia es que el número de moléculas que debe ser una medida de la cantidad de "cosas". Así que si tenemos más cosas"," necesitamos más volumen que ocupan. La expresión debe ser directamente proporcional entre el volumen y el número de moléculas.

Answer 2

Usted debe estar familiarizado con la ecuación de los gases ideales: PV = nRT. Por lo tanto, un gas ideal puede ser completamente caracterizada por 3 variables de estado (si usted cree que, en la ecuación de los gases ideales)

Decir, fijar la presión y la temperatura (es decir, a STP). Usted obtener V = cn (donde c es una constante y n es no. de lunares).

Por lo tanto es cierto que la igualdad de moles de gas, tienen volúmenes iguales (bajo un conjunto dado de condiciones). De hecho, se calcula que este volumen como casi 22.4 L (para un mol, a STP)

De hecho Avogadro fue la primera persona en hacer esta observación. (y aunque empecé mi explicación con la ecuación de los gases ideales, fue formulado después)

Por supuesto, esto es una idealización. Una imagen que está más cerca de la realidad está dada por la de van der waal de la ecuación de estado, que tiene en cuenta la inter-moleculares de las interacciones. $[P + a(\frac{n}{V})^2][\frac{V}{n}-b]= RT$ Pero esta desviación del comportamiento ideal no suele ser significativa a baja presión y alto volumen, diluir condiciones.