Gase: Lernleitfaden

Kernideen

Die Gasgesetze beschreiben, wie Druck, Volumen, Temperatur und Stoffmenge eines Gases voneinander abhängen. In den meisten Aufgaben deckt das ideale Gasgesetz PV = nRT alle auf einmal ab.

• Mit R = 0,08206 L·atm/(mol·K) nimmst du den Druck in atm, das Volumen in Litern und die Temperatur in Kelvin. Mit R = 8,314 J/(mol·K) nimmst du Pascal und Kubikmeter.
• Boyle: P₁V₁ = P₂V₂ bei konstanter Temperatur. Charles: V₁ ÷ T₁ = V₂ ÷ T₂ bei konstantem Druck, mit T in Kelvin.
• Nach Dalton ist der Druck eines Gemischs die Summe der Partialdrücke; jeder ist der Stoffmengenanteil mal Gesamtdruck.
• Grahamsches Gesetz: Leichtere Gase effundieren schneller, die Geschwindigkeit ist proportional zu 1 ÷ √M.

Wichtige Gleichungen

• PV = nRT
• P₁V₁ = P₂V₂ (Boyle)
• V₁ ÷ T₁ = V₂ ÷ T₂ (Charles)
• P_total = P₁ + P₂ + …
• rate₁ ÷ rate₂ = √(M₂ ÷ M₁)

Durchgerechnetes Beispiel

Welchen Druck haben 2,0 mol Gas bei 300 K in einem 10,0-L-Gefäß? P = nRT ÷ V = 2,0 × 0,08206 × 300 ÷ 10,0 = 4,9 atm. Nach Graham effundiert Wasserstoff (2,0 g/mol) √(32 ÷ 2,0) = 4-mal schneller als Sauerstoff (32 g/mol).

Häufige Fehler

• °C statt Kelvin verwenden. Addiere vor dem Einsetzen 273,15.
• Die Einheiten von R mit den Einheiten von Druck und Volumen vermischen.
• Das ideale Gasgesetz anwenden, ohne zu bemerken, dass sich die Gasmenge zwischen zwei Zuständen geändert hat.

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