Thème : chimie générale
LES GAZ PARFAITS ET MELANGE DE GAZ PARFAITS 1) GAZ PARFAIT :
Un gaz parfait n’existe pas réellement. Dans un gaz parfait, il n’y a pas d’interaction entre les molécules du gaz.
La température est une notion intuitive de chaud ou de froid.
Unité : degré Celsius (°C), degré Kelvin (°K). relation entre les deux : T° (°K) = T°(°C) + 273
La pression sur un support est la force exercée par unité de surface.
Unité : le pascal (Pa) ; le bar : 1 bar = 105Pa , 1 atmosphère = 76 cm de mercure Hg = 101325 Pa
La pression atmosphérique est la force par unité de surface qu’exerce l’air sur tous les objets avec lequel il est en contact.
Equation d’état d’un gaz parfait : PV = nRT P : pression du gaz en Pa
V : volume du gaz en m3 n : nombre de moles
R : constante des gaz parfaits : R = 8,31 Pa.m3.mol−1.°K−1 T : température du gaz en °K
2) MELANGE DE GAZ PARFAITS :
Etat initial : Gaz n°1 : P1, V1, T1, n1 Gaz n°2 : P2, V2, T2, n2
P1V1 = n1RT1 P2V2 = n2RT2
On mélange les deux gaz dans un récipient de volume V.
Etat final à l’équilibre : température T, pression P, nombre de moles de gaz n = n1 +n2
(remarque : P ≠ P1 + P2 ; T ≠ T1 + T2 ; V ≠ V1 + V2 ) PV = nRT
On en déduit :
2 2 2 1
1 1
T V P T
V P T
PV = +
3) EXERCICES :
EX1) Un récipient de 3 litres contient 20 g de dioxyde de carbone CO2 à la température de 25°C. Quelle est la pression du gaz à l’intérieur du récipient ? (rép : 3,747.105 Pa)
EX2) Un récipient de 45 litres contient du butane C4H10 à la température de 10°C. La pression du gaz à l’intérieur du récipient vaut 5.105 Pa. Calculer la masse de butane à l’intérieur ? (rép : 555g)
EX3) Un récipient contient 12 g de vapeur d’eau à 100°C. La pression du gaz à l’intérieur du récipient vaut 105 Pa. Calculer le volume du récipient en litres ? (rép : 20,6 L)
EX4) Dans un récipient de 20 litres, on introduit les gaz précédemment contenus dans trois réservoirs distincts :
Gaz n°1 : CO2 V1 = 1 litre P1 = 5.105 Pa T1 = 27°C n1 moles Masse m1
Gaz n°2 : N2 V2 = 2 litres P2 T2 = 0°C n2 moles m2 = 5,6 g
Gaz n°3 : CH4 V3 = 5 litres P3 T3 = 17°C n3 moles m3
Le mélange est à la pression de 1,02.105 Pa et sa température vaut 27°C. Calculer les inconnues du tableau.
(rép : P2 = 226863 Pa ; n3 = 0,418 mol ; m3 = 6,68 g ; P3 =201467 Pa ; n2 = 0,2 mol ; n1 = 0,2 mol ; m1 = 8,8 g)
