9 : Gaz
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Dans ce chapitre, nous examinons les relations entre la température, la pression, la quantité et le volume du gaz. Nous étudierons un modèle théorique simple et l'utiliserons pour analyser le comportement expérimental des gaz. Les résultats de ces analyses nous montreront les limites de la théorie et la manière de l'améliorer.
- 9.1 : Pression de gaz
- Les gaz exercent une pression, qui est une force par unité de surface. La pression d'un gaz peut être exprimée dans l'unité SI de pascal ou de kilopascal, ainsi que dans de nombreuses autres unités, notamment le torr, l'atmosphère et le bar. La pression atmosphérique est mesurée à l'aide d'un baromètre ; les autres pressions de gaz peuvent être mesurées à l'aide de plusieurs types de manomètres.
- 9.2 : Relation de la pression, du volume, de la quantité et de la température - La loi des gaz idéaux
- Le comportement des gaz peut être décrit par plusieurs lois basées sur des observations expérimentales de leurs propriétés, notamment la loi d'Amontons, la loi de Charles, la loi de Boyle et la loi d'Avogadro. Ces lois peuvent être extraites directement de la loi des gaz idéaux.
- 9.3 : Stoechiométrie des substances gazeuses, des mélanges et des réactions
- La loi des gaz idéaux peut être utilisée pour dériver un certain nombre d'équations pratiques reliant les quantités directement mesurées aux propriétés présentant un intérêt pour les substances et mélanges gazeux. Un réarrangement approprié de l'équation du gaz idéal peut être effectué pour permettre le calcul des densités de gaz et des masses molaires. La loi des pressions partielles de Dalton peut être utilisée pour relier les pressions de gaz mesurées pour les mélanges gazeux à leurs compositions.
- 9.4 : Épanchement et diffusion de gaz
- Les atomes et les molécules gazeux se déplacent librement et de manière aléatoire dans l'espace. La diffusion est le processus par lequel les atomes et les molécules gazeux sont transférés de régions de concentration relativement élevée vers des régions de concentration relativement faible. L'effusion est un processus similaire dans lequel des espèces gazeuses passent d'un récipient à l'aspirateur par de petits orifices. Les taux d'effusion des gaz sont inversement proportionnels aux racines carrées de leurs densités ou aux racines carrées de leurs masses atomes/molécules.
- 9.5 : La théorie cinético-moléculaire
- La théorie moléculaire cinétique est un modèle simple mais très efficace qui explique efficacement le comportement idéal des gaz. La théorie suppose que les gaz sont constitués de molécules largement séparées d'un volume négligeable qui se déplacent constamment et entrent en collision élastique les unes avec les autres et avec les parois de leur contenant, à des vitesses moyennes déterminées par leurs températures absolues. Les molécules individuelles d'un gaz présentent une gamme de vitesses.
- 9.6 : Comportement non idéal des gaz
- Les molécules de gaz possèdent un volume limité et subissent des forces d'attraction les unes pour les autres. Par conséquent, le comportement du gaz n'est pas nécessairement bien décrit par la loi du gaz idéal. Dans des conditions de basse pression et de température élevée, ces facteurs sont négligeables, l'équation du gaz idéal est une description précise du comportement du gaz, et le gaz est censé présenter un comportement idéal. L'équation de Van der Waals est une version modifiée de la loi des gaz idéaux qui peut être utilisée pour tenir compte du comportement non idéal.
- 9.E : Gaz (exercices)
- Ce sont des exercices de devoirs pour accompagner le Textmap créé pour « Chemistry » par OpenStax. Des banques de questions complémentaires sur la chimie générale peuvent être trouvées pour d'autres Textmaps et peuvent être consultées ici. Outre ces questions accessibles au public, l'accès à la banque de problèmes privés à utiliser pour les examens et les devoirs est réservé aux professeurs sur une base individuelle ; veuillez contacter Delmar Larsen pour obtenir un compte avec autorisation d'accès.
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- Thumbnail: As long as black-body radiation (not shown) doesn't escape a system, atoms in thermal agitation undergo essentially elastic collisions. On average, two atoms rebound from each other with the same kinetic energy as before a collision. Five atoms are colored red so their paths of motion are easier to see. (Public Domain; Greg L via Wikipedia)