Ada konstanta fisika yang menghubungkan beberapa fungsi keadaan, termasuk energi, suhu, dan jumlah mol gas. Konstanta ini disebut konstanta gas ideal universal . Nilai konstanta ini digunakan dalam persamaan keadaan gas ideal, yang menggabungkan hukum Avogadro, Gay Lussac dan hukum Charles.
Hukum Avogadro menunjukkan bahwa dalam kondisi tekanan dan suhu konstan, volume gas berbanding lurus dengan jumlah mol gas tersebut.
Menurut hukum Gay Lussac, jika kita menjaga volume dan jumlah mol gas konstan, peningkatan suhu akan menyebabkan peningkatan tekanan. Dengan cara yang sama, penurunan suhu menyebabkan penurunan tekanan gas tersebut.
Hukum Charles meramalkan bahwa jika kita menjaga tekanan gas konstan, peningkatan suhu akan menyebabkan peningkatan volume gas.
Dari kombinasi hukum-hukum ini, persamaan umum gas muncul:
Rumus ini menyatakan tekanan (P) gas, volumenya (V), jumlah mol (n), konstanta gas universal (R) dan suhu absolut (T, dalam derajat Kelvin).
Dalam caral gas ideal, di mana persamaan di atas berlaku, volume molekul gas dapat diabaikan, dan partikel-partikel tidak berinteraksi satu sama lain. Pada sebagian besar gas, nilai R mendekati yang digambarkan dalam dua angka penting, selama kondisi tekanan dan suhu jauh dari titik pencairan atau sublimasi untuk gas tersebut.
Dalam gas nyata, persamaan keadaan dalam korelasi baru saja dijelaskan.
Nilai R tergantung pada unit yang Anda gunakan:
(sesuai dengan sistem satuan internasional)
antara nilai-nilai lain yang mungkin.
Nilai R dapat diukur secara eksperimental.
Gas seperti oksigen, hidrogen, nitrogen, berperilaku sebagai gas ideal dalam kondisi suhu dan tekanan sekitar atmosfer. Dengan cara ini adalah mungkin untuk menghitung nilai R, memecahkan nilainya dari persamaan:
PV = nRT
R = PV / nT
Dalam percobaan yang dijelaskan di bawah ini, kami menentukan nilai R menggunakan hidrogen. Hidrogen akan diperoleh dari reaksi:
Mg (s) + 2 HCl = MgCl 2 (aq) + H 2 (g)
Jika kita menempatkan jumlah magnesium yang diketahui dengan asam klorida berlebih, mudah untuk menghitung jumlah mol n hidrogen yang dihasilkan.
Suhu T dapat diukur dengan termometer apapun, tekanan P , dengan barometer. Kita hanya perlu mengukur volume V hidrogen yang dihasilkan, yang akan diukur dalam buret khusus untuk gas.
Jumlah magnesium yang diketahui ditempatkan dalam labu, asam klorida dibiarkan menetes sampai benar-benar larut. Hidrogen yang dilepaskan akan menggantikan air, dan akan ditempatkan di pintu khusus untuk gas, di mana kita dapat mengukur volumenya, dan dengan cara ini menghitung nilai R secara matematis.