Waalsvergelijking

De Waalsvergelijking, ook wel de van der Waals-vergelijking genoemd, is een toestandsgelijking die de ideale gaswet corrigeert voor reële gassen. Ze houdt rekening met het feit dat moleculen een eigenvolume innemen en dat er intermoleculaire aantrekkingskrachten bestaan. Zo wordt de relatie tussen druk P, volumen V (of molair volume v) en temperatuur T voor een gas met n mol beter beschreven dan met de eenvoudige PV = nRT.

De vergelijking kan geschreven worden voor n mol gas als (P + a n^2 / V^2)(V - n b) = n R T, waarbij R de gasconstante is. Per mol gas kan men ook schrijven (P + a / v_m^2)(v_m - b) = R T, met v_m het molaire volume. De constante a hangt samen met de aantrekkingskrachten tussen moleculen en b vertegenwoordigt het effectieve moleculaire eigenvolume. Beide constants zijn stofafhankelijk.

De Waalsvergelijking wordt vaak gebruikt voor schattingen van P-V-T-gedrag bij gematigde drukken en temperaturen, als alternatief voor de ideale gaswet. Ze geeft betere beschrijving dan de ideale gaswet voor veel realistische omstandigheden, maar kent grenzen: bij hoge drukken en dicht bij het kritieke punt kunnen de voorspellingen onjuist zijn, en voor polaire of complexere moleculen kan de fout aanzienlijk zijn. In de chemische techniek dienen vaak meer geavanceerde toestandsrelaties (zoals Peng–Robinson of Redlich–Kwong) als nauwkeurigere modellen.

Deikel, a en b kunnen uit kritieke eigenschappen afgeleid worden: a = 27 R^2 T_c^2 / (64 P_c) en b = R T_c / (8 P_c), met V_c = 3 b. Deze relaties geven een manier om stofspecifieke parameters uit experimentele data te halen.