Rekenen met gassen

Wanneer een stof in de gasfase zit heeft die bijzondere eigenschappen. In dit artikel zullen we kort bespreken hoe je met gassen kunt rekenen met behulp van de gaswet. En zullen we berekenen hoeveel liter lucht 1 liter water in neemt als we het gaan koken.

Vast, vloeibaar en gas

Elk atoom en veel moleculen kunnen in de natuur in 3 toestanden voorkomen.

• Vast
• Vloeibaar
• Gas

In onderstaande voorbeelden wordt water als voorbeeld gebruikt om uit te leggen hoe de 3 toestanden worden veroorzaakt.

Vast

Wanneer een stof vast is dan zitten de moleculen zo dicht op elkaar dat ze nauwelijks kunnen bewegen. De reden dat ze zo dicht op elkaar zitten komt door vanderwaalse krachten. Dat is de kracht die ervoor zorgt dat atomen elkaar aantrekken. Als de vanderwaalse krachten er niet waren dan kon de aarde niet bestaan.

Vloeibaar

Wanneer een stof vloeibaar is dan zijn de moleculen nog steeds bij elkaar maar ze zijn wel beweeglijker dan in vaste toestand. Om vloeibaar te worden moeten de vanderwaalse krachten wel minder worden. Dit gebeurt door er energie in de vorm van warmte in te stoppen.

Gas

Wanneer een stof gasvormig is betekent het dat de vanderwaalse krachten helemaal zijn verdwenen doordat ze zo ver van elkaar verwijderd zijn.

Volume van gassen

Het bijzondere van gassen is dat alle gassen in dezelfde hoeveelheid onder exact dezelfde omstandigheden altijd hetzelfde volume hebben. De hoeveelheid word niet weer gegeven in grammen of L maar in mol. 1 mol is een afgesproken hoeveelheid deeltjes. Dit is zo gedaan omdat niet elke stof even zwaar is doordat atomen verschillende massa's hebben. Alle atomen en moleculen hebben daarom molmassa's. De molmassa van water is bijvoorbeeld 18,02. dat wil zeggen dat 1 mol water gelijk staat aan 18,02 gram. De molmassa van koolstofdioxide is 44,01. 1 mol koolstofdioxide heeft dus een massa van 44,01 gram

Rekenen met gassen

Het molair volume van gassen word bepaald door de temperatuur en de druk en kan worden berekend met de formule:
Vm = (Ngas*R*T) / p

• Vm = molair volume in kubieke meter
• Ngas = aantal mol gas.
• R = gasconstante 8,3145
• T = temperatuur in kelvin ( temperatuur in celsius + 273)
• p = druk in pascal

Laten we het molair volume van gassen berekenen bij een temperatuur van 100 graden celsius en een druk van 100000 pascal.

Vm = (1*8,3145*373)/100000 = 0,031 kubieke meter

1 mol gas neemt bij een druk van 100000 pascal en een temperatuur van 100 graden celsius dus 0,031 kubieke meter lucht in.

Voorbeeld berekening met water

Laten we eens kijken wat het volume van 1 liter water is bij bovenstaande omstandigheden.
De dichtheid van water bij 20 graden is 0,998 g/ml.

• 1L = 1000 ml
• 1000ml * 0,998 = 998 gram
• 998 gram / 18,02 = 55,38 mol

Laten we nu de gaswet invullen.
Vm = (55,38*8,3145*373)/100000 = 1,718 kubieke meter

• 1 kubieke meter = 1000 liter
• 1,718 * 1000 = 1718 L

1 L water is dus maar liefst 1718 x in volume toe genomen door het te laten koken. Nu begrijp je wel dat in gasvormige toestand alle moleculen los van elkaar zitten.