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La relation entre le volume et le nombre de moles de gaz (loi d'Avogadro)
Fiche | Chimie
Secondaire
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Table des matières
La loi d’Avogadro est une loi simple des gaz.
La loi d'Avogadro
La loi d’Avogadro est une loi qui décrit la relation entre le volume |(V)| et la quantité de gaz exprimée en nombre de moles |(n)|.
À pression et à température constantes, lorsque la quantité de gaz augmente, le volume que celui-ci occupe augmente.
À l’inverse, lorsque la quantité de gaz diminue, le volume diminue.
Cela s’explique par le fait qu’à pression et à température constantes, les particules conservent le même degré d’agitation et la même distance moyenne entre elles. Dans ces conditions, un plus grand nombre de particules prend nécessairement plus de place qu’un plus petit nombre de particules.
On dit que le volume d’un gaz est directement proportionnel à son nombre de moles. Cette relation peut s’exprimer à l’aide de la formule suivante.
À |P| et |T| constantes :
|V\propto n| ou |\dfrac{V}{n}=\text{constante}|
où
|V :| volume souvent en litres |(\text{L})|
|n :| quantité de gaz en moles |(\text{mol})|
On peut aussi comparer une situation initiale et une situation finale dans laquelle le volume et le nombre de moles d’un gaz ont changé. La formule suivante peut alors être employée.
À |P| et |T| constants :
|\dfrac{V_1}{n_1} = \dfrac{V_2}{n_2}|
où
|V_1 :| volume initial souvent en litres |(\text{L})|
|n_1 :| quantité initiale de gaz en moles |(\text{mol})|
|V_2 :| volume final souvent en litres |(\text{L})|
|n_2 :| quantité finale de gaz en moles |(\text{mol})|
Cette relation mathématique est liée à l’hypothèse d’Avogadro qui permet de déterminer le volume molaire gazeux |(V_m),| soit le volume occupé par une mole de n’importe quel gaz dans des conditions précises de température et de pression.
Les lois simples des gaz s’appliquent uniquement aux gaz parfaits.
Autrement dit, les valeurs calculées à l’aide des lois simples correspondent approximativement aux valeurs réelles, tant que la température du gaz n’est pas trop basse et que sa pression n’est pas trop élevée.
Un ballon en caoutchouc de |6{,}00\ \text{L}| contient |3{,}50\ \text{mol}| d’hélium |(\text{He}).| Le volume maximal du ballon est de |14{,}9 \ \text{L}.| Combien de moles d’hélium peuvent être ajoutées au ballon? On suppose que la pression et la température restent constantes.
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