دروس عامة

فهم خواص الغازات

فهم خواص الغازات

فهم خواص الغازات

فهم خواص الغازات, توعرب
فهم خواص الغازات

فهم خواص الغازات


عامل كل غاز كأنّه غاز “مثالي”. يعرّف الغاز المثالي في الكيمياء أنّه الغاز الذي يتفاعل مع الغازات الأخرى دون أن يتأثّر بجزيئاتها. يمكن أن تصطدم الجزيئات المفردة للغاز المثالي ببعضها، مثل: كرات البلياردو دون أن يصيبها تشوّه بأي شكل.

  • تزداد ضغوط الغازات المثاليّة عندما يتم ضغطها في مساحات أصغر وتقل عندما تتوسّع في مساحات أكبر. تسمى هذه العلاقة قانون بويل على اسم العالم روبرت بويل. تكتب الصيغة الرياضيّة للقانون كالتالي k = P x V أو بالشكل المبسّط k = PV، حيث تمثّل k ثابت العلاقة وP تمثل الضغط وV كرمز للحجم.
  • يمكن التعبير عن الضغط باستخدام إحدى هذه الوحدات العديدة. أولى هذه الوحدات هي الباسكال (Pa)، يتم تعريفها أنها مقدار الضغط الناتج عن قوة مقدارها 1 نيوتن تؤثّر على مساحة 1 متر مربّع. تشتهر أيضّا وحدة الضغط الجوّي (atm) كوحدة أخرى لقياس الضغط، يتم تعريفها أنّها ضغط الغلاف الجوي للأرض عند مستوى سطح البحر. يعادل 1 ضغط جوي 101.325باسكال ((1 atm = 101.325 pa.
  • تزداد درجات حرارة الغازات المثالية بزيادة أحجامهم وتقل عندما تقل أحجامهم. تسمّى هذه العلاقة قانون تشارلز نسبةَ لجاك تشارلز. تكتب الصيغة الرياضيّة للقانون كالتالي k = V / T، حيت k يمثّل ثابت التناسب بين درجة الحجم ودرجة الحرارة، ترمز V مرة أخرى للحجم وT تمثل درجة الحرارة. 
  • يتم إعطاء درجة حرارة الغازات في القانون السابق بمقياس درجة كلفن، يمكن حساب درجة الحرارة بالكلفن بإضافة 273 إلى درجة حرارة الغاز بمقياس درجة الحرارة المئوية.
  • يمكن دمج القانونين السابقين في معادلة واحدة كالتالي: k = PV / T، والتي يمكن كتابتها أيضَا بصيغة PV = kT.


حدد الكميات التي تقاس بها الغازات.
 تمتلك الغازات كتلة وحجم. يقاس حجم الغازات عادةَ بوحدة اللتر (l)، ولكن هناك نوعان من الكتلة.

  • تقاس الكتلة التقليدية بالجرام أو بالكيلوجرام؛ إذا كانت الكتلة كبيرة بما فيه الكفاية.
  • تقاس كتلة الغازات أيضَا بشكل آخر من الكتلة يسمى الكتلة الجزيئية أو الكتلة المولية وذلك لأن الغازات عادةَ ما تكون خفيفة جدَّا في الوزن. تعرف الكتلة المولية بأنها مجموع الأوزان الذرية لكل ذرة في المركب الذي يتشكل منه الغاز، وتقارن قيمة الوزن الذري لكل ذرة بقيمة 12 لذرة الكربون كمقياس للوزن الذري. 
  • تقاس كميات الغازات بالمول، لأنّ الذرّات والجزيئات صغيرة جدًا بحيث لا يمكن التعامل معها في الحسابات. يمكن إيجاد عدد المولات الموجودة في غاز معيّن عن طريق قسمة كتلة الغاز على الكتلة المولية ونرمز لعدد المولات بحرف n.
  • يمكننا استبدال الثابت k في معادلة الغاز بناتج عدد المولات n مضروب في ثابت جديد R. ستكتب المعادلة الجديدة كالتالي: nR = PV/T أو PV = nRT 
  • تعتمد قيمة R على الوحدات المستخدمة لقياس ضغط الغاز وحجمه ودرجة حرارته. عندما يكون الحجم بوحدة اللتر ودرجة الحرارة بالكلفن والضغط بوحدة الضغط الجوي، ستكون قيمة الثابت العام للغازات R تساوي 0.0821 L atm/K mol. يمكن أن تكتب أيضَا 0.0821 L atm K-1 mol -1 لتجنب استخدام شرطة القسمة بوحدات القياس


افهم قانون دالتون للضغوط الجزئية.
 أنشأ هذا القانون عالم الكيمياء والفيزياء جون دالتون، الذي قدّم لأول مرة مفهوم أن العناصر الكيميائية تتكوّن من ذرات

. ينص قانون دالتون أنّ الضغط الكلّي لخليط من الغازات هو مجموع ضغوط كل غاز في الخليط.

  • يمكن كتابة قانون دالتون في شكل معادلة كالتالي: Ptotal = P1 + P2 + P3 مع إضافة جميع ضغوط الغازات الجزئية بعد علامة يساوي الموجودة في المعادلة.
  • يمكن استخدام قانون دالتون أيضَا لإيجاد الضغط الكلي لمخلوط من الغازات حتى لو كانت الضغوط الجزئية للغازات المكوّنة للخليط غير معروفة، لكن يجب أن نعرف أحجام ودرجات حرارة تلك الغازات. يتم تعريف الضغط الجزئي لغازِ ما أنّه الضغط الذي يمارسه هذه الغاز لو شغل بمفرده حجم الوعاء كاملَا.
  • يمكننا إعادة كتابة معادلة الغاز المثالي بحيت يصبح الضغط P في الجانب الأيسر من المعادلة بمفرده قبل علامة يساوي وذلك لكل الضغوط الجزئية. نقسم كلا طرفي المعادلة على الحجم V: V: PV/V = nRT/V. يتم اختصار الحجم على الجانب الأيسر لوجوده في البسط والمقام، فيصبح شكل المعادلة P = nRT/V.
  • يمكننا بعد ذلك استبدال كل P موجودة على الجانب الأيمن من معادلة الضغط الجزئي: Ptotal =(nRT/V) 1 + (nRT/V) 2 + (nRT/V) 3 …

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

زر الذهاب إلى الأعلى