In dit artikel wordt uitgelegd wat de samendrukbaarheidsfactor in de chemie is. U zult dus ontdekken hoe u de samendrukbaarheidsfactor (formule) kunt berekenen en bovendien kunt u een grafiek zien waarin u eenvoudig de samendrukbaarheidsfactor van elk gas kunt vinden.
Wat is de samendrukbaarheidsfactor?
De samendrukbaarheidsfactor is een coëfficiënt die de relatie aangeeft tussen het molaire volume van een echt gas en het volume van een ideaal gas bij dezelfde temperatuur en druk. Met andere woorden, de samendrukbaarheidsfactor beschrijft de afwijking van een echt gas van het gedrag van een ideaal gas.
Daarom wordt de samendrukbaarheidsfactor gebruikt om te weten in hoeverre een echt gas zich gedraagt als een ideaal gas. Als de waarde van de samendrukbaarheidsfactor dichtbij 1 ligt, betekent dit dat het echte gas als een ideaal gas kan worden beschouwd.
Merk op dat de chemische wetten voor ideale gassen sterk vereenvoudigd zijn, dus we willen over het algemeen een gas als een ideaal gas kunnen beschouwen.
Over het algemeen is het symbool voor de samendrukbaarheidsfactor de hoofdletter Z.
Formule voor samendrukbaarheidsfactor
De samendrukbaarheidsfactor is gelijk aan het molaire volume van een reëel gas gedeeld door het molaire volume van het overeenkomstige ideale gas. De formule om de samendrukbaarheidsfactor te berekenen is daarom als volgt:
Het molaire volume van een ideaal gas kan worden berekend met behulp van de ideale gaswet, dus de bovenstaande uitdrukking is gelijk aan het volgende:
Goud:
-
is de samendrukbaarheidsfactor.
-
is het molaire volume van het echte gas.
-
is het molaire volume van het overeenkomstige ideale gas.
-
is de druk.
-
is de temperatuur.
-
is de universele constante van ideale gassen.
De samendrukbaarheidscoëfficiënt heeft geen eenheid, omdat deze wordt berekend door twee grootheden te delen die dezelfde eenheden hebben en elkaar daarom opheffen.
Wij zijn van mening dat een echt gas als een ideaal gas kan worden beschouwd als de waarde van de samendrukbaarheidsfactor zeer dicht bij 1 ligt; over het algemeen nemen we waarden tussen 0,95 en 1,05. Merk op dat een samendrukbaarheidsfactor gelijk aan 1 betekent dat het gas ideaal is, maar in de praktijk bestaat er geen perfect ideaal gas.
Samendrukbaarheidsfactorgrafiek
Samendrukbaarheidsfactor, verlaagde temperatuur en verlaagde druk houden verband met elkaar. Concreet kan de samendrukbaarheidsfactor van een echt gas worden bepaald als de verlaagde temperatuur en druk ervan bekend zijn.
De grafiek waarmee u de samendrukbaarheidsfactor kunt vinden, is als volgt:
Om de samendrukbaarheidsfactorgrafiek te gebruiken, moet u deze stappen volgen:
- Bereken de verlaagde druk en de verlaagde temperatuur van het gas. Om dit te doen, moet u de onderstaande formules gebruiken.
- Teken de grafiek langs de X-as langs de lijn die overeenkomt met de verminderde gasdruk.
- Verplaats de grafiek terug langs de vorige lijn totdat u de lijn vindt die overeenkomt met de verlaagde gastemperatuur.
- De gascompressibiliteitsfactor is gelijk aan de waarde van de Y-as waarbij de verlaagde druk en de verlaagde temperatuur van het gas elkaar kruisen.
Merk op dat de verlaagde temperatuur en verlaagde druk worden berekend door de temperatuur en druk te delen door respectievelijk de kritische temperatuur en kritische druk:
