Единно газово законодателство

Комбинирайки законите на Бойл-Марио и Гей-Люсак (уравнения 1 и 2), може да се получи следното уравнение:

което е математически израз на закона за комбинирания газ или закона за състоянието на газовете. Тя ви позволява да изчислите, например, обема на даден газ при определена температура и налягане, ако неговият обем е известен при други стойности на температура и налягане.

Единният закон за газа може да бъде написан и в друга форма:

Точната стойност на константата от дясната страна на това уравнение зависи от количеството газ. Ако количеството газ е равно на един мол (виж глава 4), тогава съответната константа се обозначава с буквата R и се нарича моларна газова константа или просто газова константа. Ако налягането се изразява в атмосфери, константата R има стойността

R = 8.314 J * K * mol-1

Комбинираният закон за газа за един мол газ има формата

където Vm е обемът на един мол газ. За n мола газ се получава уравнението

В тази форма единният закон за газа се нарича уравнение на състоянието на идеалния газ. Уравнението на състоянието е уравнение, което свързва параметрите на състоянието на даден газ - налягане, обем и температура.

Газ, който напълно се подчинява на състоянието на идеалния газ, се нарича идеален газ. Този газ всъщност не съществува. Реалните газове се подчиняват на уравнението на състоянието на идеалния газ добре при ниско налягане и високи температури. Отклоненията в поведението на реалните газове от предписаните от уравнението на състоянието на идеалния газ са разгледани подробно по-долу.

Изчислете относителното молекулно тегло, като използвате уравнението на състоянието на идеалния газ. Уравнението на състоянието на идеалния газ позволява директни изчисления на относителното молекулно тегло на газа M1. Нека въведем концепцията за относителна молекулна маса, базирана на вече познатото (от глава 1) определение за относителната атомна маса А1. За газ, съставен от прости молекули, относителното молекулно тегло е сумата от относителните атомни маси на всички атоми в молекулата. Например за въглероден диоксид

Относителното молекулно тегло, изразено в грамове на мол, се нарича моларна маса (виж глава 4). Следователно, моларната маса на CO2 е 44 g/mol. Два мола CO2 имат маса 88 g и молна маса n -44 g. Като цяло можете да напишете

където n е количеството вещество в молове (т.е. броят на моловете на дадено вещество), m е масата на веществото в грамове, а M е неговата моларна маса.

Заместването на получения израз за n в уравнението на състоянието на идеален газ (4) дава

Това уравнение позволява, знаейки масата и обема на даден газ при определена температура и налягане, да изчисли моларната му маса М. И тъй като

M = M (g/mol), полученият резултат директно дава относителното молекулно тегло M.