Warm Up4-28-16Warm Up4-28-16
1.What is the standard temperature andpressure (STP)?
2. How much space does 1 mole of hydrogengas occupy at STP?
3. How many torr are in 5 atm?
Agenda
-Turn in pHet lab
-Notes Unit 10-3-WS The gas law
Homework
May 2 - Bring bookMay 3 - Quiz unit 10May 18 - Retake deadline
Unit 10-3The Gas LawsUnit 10-3The Gas Laws
Mathematical relationshipsbetween volume, temperature,pressure and amount of gas
Kelvin Temperature ScaleKelvin Temperature Scale
•Kelvin scale based gasmovements
•0°K all gasses arefrozen known asabsolute zero
     °K = 273 + °C
https://www.windows2universe.org/physical_science/basic_tools/images/thermometers_kelvin_celsius_fahrenheit_big.gif
Boyle’s Law:Pressure & VolumeBoyle’s Law:Pressure & Volume
•As pressure increases, volumedecreases
↑P ↓V
↓P ↑V
P
1
V
1
 =
 P
2
V
2
The Shannon Portrait of the Hon Robert Boyle.jpg
Boyle’s LawBoyle’s Law
•Think about why this is true:
–Pressure is caused by gas molecules hitting thecontainer
–If the volume of the container is decreased, thesame number of gas molecules are moving in amuch smaller area & will hit the container moreoften
solids_liquids_gases_boyle
Boyle’s Law: Example 1Boyle’s Law: Example 1
•A 
sample 
of 
oxygen 
gas 
has 
a 
volume 
of
150 
mL 
when 
its 
pressure 
is 
0.947 
atm.
What 
will 
the 
volume 
of 
the 
gas 
be 
at 
a
pressure 
of 
0.987 
atm?
Given:
V1 = 150 mLV1 = 150 mL
P1 = 0.947 atmP1 = 0.947 atm
P2 = 0.987 atmP2 = 0.987 atm
Find:
V2V2
Boyle’s Law: Example 1Boyle’s Law: Example 1
Given:
V1 = 150 mLV1 = 150 mL
P1 = 0.947 atmP1 = 0.947 atm
P2 = 0.987 atmP2 = 0.987 atm
Find:
V2V2
Plan:
P1V1P1V1
==
P2V2P2V2
P1V1P1V1
==
V2V2
P2P2
Solve:
V2V2
==
(0.947atm)(150 mL)(0.947atm)(150 mL)
0.987 atm0.987 atm
V2V2
==
144 mL144 mL
↑P ↓V ? yesCheck: ↑P ↓V ? yes
Boyle’s Law: Example 2Boyle’s Law: Example 2
•A 
gas 
has 
a 
pressure 
of 
1.26 
atm 
and
occupies 
a 
volume 
of 
7.40 
L.  
If 
the 
gas 
is
compressed 
to 
a 
volume 
of 
2.93 
L, 
what
will 
its 
pressure 
be?
Given:
P1 = 1.26 atmP1 = 1.26 atm
V1 = 7.40 LV1 = 7.40 L
V2 = 2.93 LV2 = 2.93 L
Find:
P2P2
Boyle’s Law: Example 2Boyle’s Law: Example 2
Given:
P1 = 1.26 atmP1 = 1.26 atm
V1 = 7.40 LV1 = 7.40 L
V2 = 2.93 LV2 = 2.93 L
Find:
P2P2
Plan:
P1V1P1V1
==
P2V2P2V2
P1V1P1V1
==
P2P2
V2V2
Solve:
P2P2
==
(1.26atm)(7.40 L)(1.26atm)(7.40 L)
2.93 L2.93 L
P2P2
==
3.18 atm3.18 atm
Check: 
↓V ↓V 
↑P ↑P 
? ? 
yesyes
Charles’ Law:Volume & TemperatureCharles’ Law:Volume & Temperature
•When temperature increases, volumeincreases
↑T ↑V
↓T ↓ V
V1
=
V2
T1
T2
All temperaturesmust be inKelvin!!!
http://schools.birdville.k12.tx.us/cms/lib2/TX01000797/Centricity/Domain/912/ChemLessons/Lessons/Gases/image011.jpg
Charles’ LawCharles’ Law
solids_liquids_gases_charl
•Think about why this is true:
–Increase in temp. causes molecules to move faster
–Faster molecules  more collisions
–More collisions  more pressure inside container
–More pressure  bigger volume
Charles’s Law:Example 1Charles’s Law:Example 1
•A 
sample 
of 
neon 
gas 
occupies 
a 
volume 
of
752 
mL 
at 
25 
ºC.  
What 
volume 
will 
the 
gas
occupy 
at 
50 
ºC?
Given:
V1 = 752 mLV1 = 752 mL
T1 = 25 ºC + 273 = 298 KT1 = 25 ºC + 273 = 298 K
T2 = 50 ºC + 273 = 323 KT2 = 50 ºC + 273 = 323 K
Find:
V2V2
Charles’s Law: Example 1Charles’s Law: Example 1
Given:
V1 = 752 mLV1 = 752 mL
T1 = 25 ºC + 273 = 298 KT1 = 25 ºC + 273 = 298 K
T2 = 50 ºC + 273 = 323 KT2 = 50 ºC + 273 = 323 K
Find:
V2V2
Plan:
V1V1
==
V2V2
T1T1
T2T2
V1 T2V1 T2
==
V2V2
T1T1
Solve:
V2V2
==
(752 mL)(323 K)(752 mL)(323 K)
298 K298 K
V2V2
==
815 mL815 mL
Check: 
↑T ↑T 
↑ ↑ 
V V 
? ? 
yesyes
Charles’s Law:Example 2Charles’s Law:Example 2
•A 
helium 
balloon 
has 
a 
volume 
of 
2.75 
L 
at
20 
ºC.  
If 
you 
bring 
it 
outside 
on 
a 
cold 
day,
the 
volume 
decreases 
to 
2.46 
L.  
What 
is 
the
outside 
temperature 
in 
ºC?
Given:
V1 = 2.75 LV1 = 2.75 L
T1 = 20 ºC + 273 = 293 KT1 = 20 ºC + 273 = 293 K
V2 = 2.46 LV2 = 2.46 L
Find:
T2T2
Charles’s Law: Example 2Charles’s Law: Example 2
Given:
V1 = 2.75 LV1 = 2.75 L
T1 = 20 ºC + 273 = 293 KT1 = 20 ºC + 273 = 293 K
V2 = 2.46 LV2 = 2.46 L
Find:
T2T2
Plan:
V1V1
==
V2V2
T1T1
T2T2
V2 T1V2 T1
==
T2T2
V1V1
Solve:
T2T2
==
(2.46 L)(293 K)(2.46 L)(293 K)
2.75 L2.75 L
T2T2
==
262 K – 273 = -11 ºC262 K – 273 = -11 ºC
Check: 
↓ ↓ 
V V 
↓↓ 
T T 
? ? 
yesyes
Gay-Lussac’s Law:Pressure & TemperatureGay-Lussac’s Law:Pressure & Temperature
•When temperature increases, pressureincreases
↑T ↑P
↓T ↓P
P1
=
P2
T1
T2
Remember: alltemperaturesmust be inKelvin!!!
Gaylussac.jpg
Gay-Lussac’s LawGay-Lussac’s Law
•Think about why this is true:
–Increase in temp. causes molecules to move faster
–Faster molecules  more collisions
–More collisions  more pressure inside container
gay-lussacs
Gay-Lussac’s Law:Example 1Gay-Lussac’s Law:Example 1
•Gas 
in 
an 
aerosol 
can 
is 
at 
a 
pressure 
of
3.00 
atm  
25 
ºC.  
What 
would 
the 
pressure
be 
in 
the 
can 
at 
52 
ºC?
Given:
P1 = 3.00 atmP1 = 3.00 atm
T1 = 25 ºC + 273 = 298 KT1 = 25 ºC + 273 = 298 K
T2 = 52 ºC + 273 = 325 KT2 = 52 ºC + 273 = 325 K
Find:
P2P2
Gay-Lussac’s Law :Example 1Gay-Lussac’s Law :Example 1
Given:
P1 = 3.00 atmP1 = 3.00 atm
T1 = 25 ºC + 273 = 298 KT1 = 25 ºC + 273 = 298 K
T2 = 52 ºC + 273 = 325 KT2 = 52 ºC + 273 = 325 K
Find:
P2P2
Plan:
P1P1
==
P2P2
T1T1
T2T2
P1 T2P1 T2
==
P2P2
T1T1
Solve:
P2P2
==
(3.00 atm)(325 K)(3.00 atm)(325 K)
298 K298 K
P2P2
==
3.27 atm3.27 atm
Check: 
↑T  ↑T  
↑P ↑P 
? ? 
yesyes
Gay-Lussac’s Law:Example 2Gay-Lussac’s Law:Example 2
•Before 
you 
leave 
on 
a 
road 
trip, 
the 
pressure
in 
your 
car 
tires 
is 
1.8 
atm 
at 
20 
ºC.  
After
driving 
all 
day, 
the 
pressure 
gauge 
read 
1.9
atm.  
What 
temperature 
(in 
ºC) 
are 
your
tires?
Given:
P1 = 1.8 atmP1 = 1.8 atm
T1 = 20 ºC + 273 = 293 KT1 = 20 ºC + 273 = 293 K
P2 = 1.9 atmP2 = 1.9 atm
Find:
T2T2
Gay-Lussac’s Law : Example2Gay-Lussac’s Law : Example2
Given:
P1 = 1.8 atmP1 = 1.8 atm
T1 = 20 ºC + 273 = 293 KT1 = 20 ºC + 273 = 293 K
P2 = 1.9 atmP2 = 1.9 atm
Find:
T2T2
Plan:
P1P1
==
P2P2
T1T1
T2T2
P2 T1P2 T1
==
T2T2
P1P1
Solve:
T2T2
==
(1.9 atm)(293 K)(1.9 atm)(293 K)
1.8 atm1.8 atm
T2T2
==
310 K – 273 = 37 ºC310 K – 273 = 37 ºC
Check: 
↑P ↑P 
↑↑ 
T T 
? ? 
yesyes
Combined Gas Law:Pressure, Volume&TemperatureCombined Gas Law:Pressure, Volume&Temperature
•Combines all three gas laws into oneequation!!
P1V1
=
P2V2
T1
T2
temperaturesmust be inKelvin!!!
Combined Law: Example 1Combined Law: Example 1
•A 
helium 
filled 
balloon 
has 
a 
volume 
of 
50.0 
L
at 
25 
ºC 
and 
1.08 
atm.  
What 
volume 
will 
it
have 
at 
0.855 
atm 
and 
10 
ºC?
Given:
V1 = 50.0 LV1 = 50.0 L
P1 = 1.08 atmP1 = 1.08 atm
T1 = 25 ºC + 273 = 298 KP2 = 0.855 atmT1 = 25 ºC + 273 = 298 KP2 = 0.855 atm
T2 = 10 ºC + 273 = 283 KT2 = 10 ºC + 273 = 283 K
V2=V2=
Find:
V2V2
Combined Law: Example 2Combined Law: Example 2
•A 
sample 
of 
air 
has 
a 
volume 
of 
140.0 
mL
at 
67 
ºC 
under 
2 
atm.  
At 
what 
temperature
will 
its 
volume 
be 
50.0 
mL 
under 
2 
atm?
Given:
V1 = 140.0 LV1 = 140.0 L
T1 = 67 ºC + 273 = 340 KV2 = 50.0 mLT1 = 67 ºC + 273 = 340 KV2 = 50.0 mL
P1 = P2P1 = P2
Find:
T2T2
Quiz Topics TuesdayQuiz Topics Tuesday
1.KMT
2.Properties of Gases
3.Combined gas law calculation
4.P, V, T relationship
5.Converting Celsius to Kelvin
AssignmentsAssignments
•Summary
•WS 10-3 practice (due next class)
•If you are a junior and would like to bea chemistry lab assistant (T.A.) for nextyear let me know.