5.4 Gassberegninger | Kjemi 1

Lær om ideell gasslov og hvordan du utfører beregninger med gasser.

55 min

15 oppgaver

Ideell gasslovTrykkVolumTemperaturMolart volumGassberegninger

Din fremgang i kapitlet

0 / 15 oppgaver

Ideell gasslov

Ideell gasslov beskriver sammenhengen mellom trykk, volum, temperatur og stoffmengde for en ideell gass.

Formelen:

PV = nRT

Hvor:
- P = trykk (Pa eller atm)
- V = volum (m³ eller L)
- n = stoffmengde (mol)
- R = gasskonstanten = 8,314 J/(mol·K)
- T = temperatur (K)

Viktige enheter:

Trykk:
- 1 atm = 101 325 Pa
- 1 bar = 100 000 Pa

Temperatur:
$T(\text{K}) = T(°\text{C}) + 273{,}15$

Volum:
- 1 m³ = 1000 L

Omskrivninger:

n = \frac{PV}{RT}, \quad V = \frac{nRT}{P}, \quad P = \frac{nRT}{V}, \quad T = \frac{PV}{nR}

✏️Eksempel 1: Ideell gasslov

Beregn volumet til 2 mol nitrogen (N₂) ved 25°C og 1 atm.
R = 8,314 J/(mol·K), 1 atm = 101 325 Pa

Løsning:

Gitt:
- n = 2 mol
- T = 25°C = 25 + 273 = 298 K
- P = 1 atm = 101 325 Pa
- R = 8,314 J/(mol·K)

Beregn volum:
$V = \frac{nRT}{P} = \frac{2 \times 8{,}314 \times 298}{101\,325}$

$V = \frac{4955{,}144}{101\,325} = 0{,}0489 \text{ m}^3 = 48{,}9 \text{ L}$

Svar: Volumet er 48,9 L.

📝Oppgave 5-20

Ideell gasslov (R = 8,314 J/(mol·K), 1 atm = 101 325 Pa):

Beregn volumet til 1 mol gass ved 0°C og 1 atm

Hvor mange mol CO₂ er det i 11,2 L ved 0°C og 1 atm?

Hva er trykket til 3 mol gass i 60 L ved 27°C?

Molart volum ved standardforhold (STP)

Standardforhold (STP) er definert som:
- Temperatur: 0°C = 273 K
- Trykk: 1 atm = 101 325 Pa

Molart volum:

Ved STP har 1 mol av en ideell gass alltid volumet:

$V_\text{m} = 22{,}4 \text{ L/mol}$

Dette kalles molart volum (Vₘ).

Formel ved STP:

V = n \times V_\text{m} = n \times 22{,}4 \text{ L}

Eksempel:
- 2 mol CO₂ ved STP: V = 2 × 22,4 = 44,8 L
- 0,5 mol N₂ ved STP: V = 0,5 × 22,4 = 11,2 L

Viktig: Molart volum gjelder kun ved STP (0°C, 1 atm)!

✏️Eksempel 2: Molart volum ved STP

Hvor stort volum har 88 g CO₂ ved STP?
M(CO₂) = 44 g/mol

Løsning:

Steg 1: Masse til mol
$n = \frac{m}{M} = \frac{88}{44} = 2 \text{ mol}$

Steg 2: Mol til volum ved STP
$V = n \times V_\text{m} = 2 \times 22{,}4 = 44{,}8 \text{ L}$

Svar: Volumet er 44,8 L ved STP.

📝Oppgave 5-21

Molart volum ved STP (Vₘ = 22,4 L/mol):

Hvor stort volum har 3 mol N₂ ved STP?

Hvor mange mol gass er det i 112 L ved STP?

Hva er volumet til 16 g O₂ ved STP? M(O₂) = 32 g/mol

Avogadros lov

Avogadros lov sier at like volumer av alle gasser inneholder samme antall molekyler ved samme temperatur og trykk.

Konsekvens:

Volumforholdet i gassreaksjoner er lik molforholdet.

Eksempel:
$2\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(g)$

Molforhold: 2 : 1 : 2

Volumforhold ved samme T og P:
- 2 L H₂ + 1 L O₂ → 2 L H₂O(g)
- 10 L H₂ + 5 L O₂ → 10 L H₂O(g)

Viktig:

- Volumforhold = molforhold bare for gasser
- Gjelder ved samme temperatur og trykk
- H₂O(g) betyr vanndamp (gass), ikke flytende vann!

✏️Eksempel 3: Avogadros lov

I reaksjonen:

\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightarrow 2\text{NH}_3(g)

Hvor stort volum ammoniakk dannes fra 30 L nitrogen ved samme T og P?

Løsning:

Volumforhold = molforhold:
1 L N₂ → 2 L NH₃

Beregning:
$V(\text{NH}_3) = 30 \text{ L} \times \frac{2}{1} = 60 \text{ L}$

Svar: Det dannes 60 L ammoniakk.

📝Oppgave 5-22

Avogadros lov (volumforhold = molforhold):

I $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(g)$ , hvor mye O₂ trengs for 20 L H₂?

I $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ , hvor mye CO₂ fra 15 L O₂?

I $2\text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2$ , hvor mye CO₂ fra 40 L CO?

Gassberegninger i støkiometri

Når vi kombinerer støkiometri med gassberegninger:

Fremgangsmåte:

1. Hvis ved STP: Bruk Vₘ = 22,4 L/mol
- V = n × 22,4 (volum fra mol)
- n = V / 22,4 (mol fra volum)

2. Hvis ikke ved STP: Bruk ideell gasslov PV = nRT

3. Kombiner med støkiometri:
- Masse → mol → volum (for produkt-gass)
- Volum → mol → masse (for fast/flytende produkt)

Eksempel:
Hvor mye CO₂(g) dannes fra 24 g C ved STP?
$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$

- n(C) = 24/12 = 2 mol
- Molforhold 1:1 → n(CO₂) = 2 mol
- V(CO₂) = 2 × 22,4 = 44,8 L

✏️Eksempel 4: Gass i støkiometri

Hvor stort volum O₂(g) trengs ved STP for å forbrenne 32 g metan (CH₄)?

$\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

M(CH₄) = 16 g/mol

Løsning:

Steg 1: Masse til mol
$n(\text{CH}_4) = \frac{32}{16} = 2 \text{ mol}$

Steg 2: Molforhold
1 mol CH₄ → 2 mol O₂
$n(\text{O}_2) = 2 \times 2 = 4 \text{ mol}$

Steg 3: Mol til volum ved STP
$V(\text{O}_2) = 4 \times 22{,}4 = 89{,}6 \text{ L}$

Svar: Det trengs 89,6 L oksygen ved STP.

📝Oppgave 5-23

Gassberegninger i støkiometri ved STP (M: C=12, H=1, N=14, O=16 g/mol):

Hvor mye CO₂(g) dannes fra 36 g C i $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ ved STP?

Hvor mye NH₃(g) dannes fra 28 g N₂ i $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3$ ved STP?

📝Oppgave 5-24

Avanserte gassberegninger (R = 8,314 J/(mol·K), M: C=12, H=1, O=16 g/mol):

Hvor mye CO₂ dannes fra 12 g C ved 25°C og 1 atm i $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ ?

Hva er massen til 22,4 L NH₃ ved STP? M(NH₃) = 17 g/mol

Lær om ideell gasslov og hvordan du utfører beregninger med gasser.

55 min

15 oppgaver

Ideell gasslovTrykkVolumTemperaturMolart volumGassberegninger

Din fremgang i kapitlet

0 / 15 oppgaver

Ideell gasslov

Ideell gasslov beskriver sammenhengen mellom trykk, volum, temperatur og stoffmengde for en ideell gass.

Formelen:

PV = nRT

Hvor:
- P = trykk (Pa eller atm)
- V = volum (m³ eller L)
- n = stoffmengde (mol)
- R = gasskonstanten = 8,314 J/(mol·K)
- T = temperatur (K)

Viktige enheter:

Trykk:
- 1 atm = 101 325 Pa
- 1 bar = 100 000 Pa

Temperatur:
$T(\text{K}) = T(°\text{C}) + 273{,}15$

Volum:
- 1 m³ = 1000 L

Omskrivninger:

n = \frac{PV}{RT}, \quad V = \frac{nRT}{P}, \quad P = \frac{nRT}{V}, \quad T = \frac{PV}{nR}

✏️Eksempel 1: Ideell gasslov

Beregn volumet til 2 mol nitrogen (N₂) ved 25°C og 1 atm.
R = 8,314 J/(mol·K), 1 atm = 101 325 Pa

Løsning:

Gitt:
- n = 2 mol
- T = 25°C = 25 + 273 = 298 K
- P = 1 atm = 101 325 Pa
- R = 8,314 J/(mol·K)

Beregn volum:
$V = \frac{nRT}{P} = \frac{2 \times 8{,}314 \times 298}{101\,325}$

$V = \frac{4955{,}144}{101\,325} = 0{,}0489 \text{ m}^3 = 48{,}9 \text{ L}$

Svar: Volumet er 48,9 L.

📝Oppgave 5-20

Ideell gasslov (R = 8,314 J/(mol·K), 1 atm = 101 325 Pa):

Beregn volumet til 1 mol gass ved 0°C og 1 atm

Hvor mange mol CO₂ er det i 11,2 L ved 0°C og 1 atm?

Hva er trykket til 3 mol gass i 60 L ved 27°C?

Molart volum ved standardforhold (STP)

Standardforhold (STP) er definert som:
- Temperatur: 0°C = 273 K
- Trykk: 1 atm = 101 325 Pa

Molart volum:

Ved STP har 1 mol av en ideell gass alltid volumet:

$V_\text{m} = 22{,}4 \text{ L/mol}$

Dette kalles molart volum (Vₘ).

Formel ved STP:

V = n \times V_\text{m} = n \times 22{,}4 \text{ L}

Eksempel:
- 2 mol CO₂ ved STP: V = 2 × 22,4 = 44,8 L
- 0,5 mol N₂ ved STP: V = 0,5 × 22,4 = 11,2 L

Viktig: Molart volum gjelder kun ved STP (0°C, 1 atm)!

✏️Eksempel 2: Molart volum ved STP

Hvor stort volum har 88 g CO₂ ved STP?
M(CO₂) = 44 g/mol

Løsning:

Steg 1: Masse til mol
$n = \frac{m}{M} = \frac{88}{44} = 2 \text{ mol}$

Steg 2: Mol til volum ved STP
$V = n \times V_\text{m} = 2 \times 22{,}4 = 44{,}8 \text{ L}$

Svar: Volumet er 44,8 L ved STP.

📝Oppgave 5-21

Molart volum ved STP (Vₘ = 22,4 L/mol):

Hvor stort volum har 3 mol N₂ ved STP?

Hvor mange mol gass er det i 112 L ved STP?

Hva er volumet til 16 g O₂ ved STP? M(O₂) = 32 g/mol

Avogadros lov

Avogadros lov sier at like volumer av alle gasser inneholder samme antall molekyler ved samme temperatur og trykk.

Konsekvens:

Volumforholdet i gassreaksjoner er lik molforholdet.

Eksempel:
$2\text{H}_2(g) + \text{O}_2(g) \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(g)$

Molforhold: 2 : 1 : 2

Volumforhold ved samme T og P:
- 2 L H₂ + 1 L O₂ → 2 L H₂O(g)
- 10 L H₂ + 5 L O₂ → 10 L H₂O(g)

Viktig:

- Volumforhold = molforhold bare for gasser
- Gjelder ved samme temperatur og trykk
- H₂O(g) betyr vanndamp (gass), ikke flytende vann!

✏️Eksempel 3: Avogadros lov

I reaksjonen:

\text{N}_2(g) + 3\text{H}_2(g) \rightarrow 2\text{NH}_3(g)

Hvor stort volum ammoniakk dannes fra 30 L nitrogen ved samme T og P?

Løsning:

Volumforhold = molforhold:
1 L N₂ → 2 L NH₃

Beregning:
$V(\text{NH}_3) = 30 \text{ L} \times \frac{2}{1} = 60 \text{ L}$

Svar: Det dannes 60 L ammoniakk.

📝Oppgave 5-22

Avogadros lov (volumforhold = molforhold):

I $2\text{H}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{H}_2\text{O}(g)$ , hvor mye O₂ trengs for 20 L H₂?

I $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ , hvor mye CO₂ fra 15 L O₂?

I $2\text{CO} + \text{O}_2 \rightarrow 2\text{CO}_2$ , hvor mye CO₂ fra 40 L CO?

Gassberegninger i støkiometri

Når vi kombinerer støkiometri med gassberegninger:

Fremgangsmåte:

1. Hvis ved STP: Bruk Vₘ = 22,4 L/mol
- V = n × 22,4 (volum fra mol)
- n = V / 22,4 (mol fra volum)

2. Hvis ikke ved STP: Bruk ideell gasslov PV = nRT

3. Kombiner med støkiometri:
- Masse → mol → volum (for produkt-gass)
- Volum → mol → masse (for fast/flytende produkt)

Eksempel:
Hvor mye CO₂(g) dannes fra 24 g C ved STP?
$\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$

- n(C) = 24/12 = 2 mol
- Molforhold 1:1 → n(CO₂) = 2 mol
- V(CO₂) = 2 × 22,4 = 44,8 L

✏️Eksempel 4: Gass i støkiometri

Hvor stort volum O₂(g) trengs ved STP for å forbrenne 32 g metan (CH₄)?

$\text{CH}_4 + 2\text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2 + 2\text{H}_2\text{O}$

M(CH₄) = 16 g/mol

Løsning:

Steg 1: Masse til mol
$n(\text{CH}_4) = \frac{32}{16} = 2 \text{ mol}$

Steg 2: Molforhold
1 mol CH₄ → 2 mol O₂
$n(\text{O}_2) = 2 \times 2 = 4 \text{ mol}$

Steg 3: Mol til volum ved STP
$V(\text{O}_2) = 4 \times 22{,}4 = 89{,}6 \text{ L}$

Svar: Det trengs 89,6 L oksygen ved STP.

📝Oppgave 5-23

Gassberegninger i støkiometri ved STP (M: C=12, H=1, N=14, O=16 g/mol):

Hvor mye CO₂(g) dannes fra 36 g C i $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ ved STP?

Hvor mye NH₃(g) dannes fra 28 g N₂ i $\text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3$ ved STP?

📝Oppgave 5-24

Avanserte gassberegninger (R = 8,314 J/(mol·K), M: C=12, H=1, O=16 g/mol):

Hvor mye CO₂ dannes fra 12 g C ved 25°C og 1 atm i $\text{C} + \text{O}_2 \rightarrow \text{CO}_2$ ?

Hva er massen til 22,4 L NH₃ ved STP? M(NH₃) = 17 g/mol