SOLIDO:
Forma e
volume propri.
LIQUIDO:
Forma del
recipiente in cui è
contenuto, ma
volume proprio.
GASSOSO:
Forma e
volume del
recipiente in
cui è contenuto.
Parametri di stato
Volume: in m3, oppure (non ufficialmente) in L
Massa: in kg, Quantità di materia: in mol
Pressione: in N m-2 = Pa, oppure in atm
Temperatura: in K, oppure (non ufficialmente) in °C
Stati di aggregazione della materia
Le particelle gassose hanno energia cinetica
maggiore dell'energia di attrazione, perciò
tendono ad occupare tutto lo spazio disponibile.
GASSOSO:
Forma e volume del
recipiente in cui è
contenuto.
MISURA DELLA PRESSIONE DEI GAS
Evangelista
Torricelli
(1608-1647)
Per definizione la pressione è una forza per
unità di superficie (per unità di area).
P = F / A
Pressione = Forza / superficie
Pascal (Pa) = N x m-2
1 mm Hg = 133,32 Pa
760 mm Hg = 101323 Pa
760 mm Hg = 1 atmosfera (atm)
1 atm = 101323 Pa
Barometro a mercurio
La pressione esercitata dalla colonna di mercurio
eguaglia esattamente quella dell’atmosfera; quindi
l’altezza della colonna è una misura della
pressione atmosferica.
Al livello del mare la pressione viene misurata pari
a 740-760 mm Hg a seconda delle condizioni
atmosferiche.
Temperatura e pressione standard (TPS)
P
RT =
0.082054 l atm K-1 mol-1 273,15 K
1,000 atm
0°C (273,15 K) 1,000 atm
Il volume di una mole di gas a TPS sarà:
Volume per mole
= 22,414 l mol-1
=
Volume molare standard l = litri
RT n PV =
P1
P2 =
V1
V2
(T, n = cost)
V1
V2 =
T2
T1
V1
V2 =
n2
n1
P1
P2 =
n2
n1
(P, n = cost)
(P, T = cost)
(V, T = cost)
Esercizio
Se 3.0 g di un gas occupano 3.60 l ad una pressione di 1.00
atm, quale sarà il volume dello stesso gas a 2.50 atm? Si
assuma un comportamento ideale.
P1
P2 =
V1
V2
(T, n = cost)
1.00 atm
2,50 atm =
3.60 l
V2 V2 = 1.44 l
gPV
RTMmolecolarepeso =
RT M
g PV =
M
g
molecolare peso
grammi in peso n = =
RT n PV =
RT
P M
V
g d gassosa densità = =
Esercizio
Un gas incognito X ha una densità di 2.39 g/l a 100.0 °C e
715 torr. Quale è il peso molecolare di questo gas,
assumendo che si comporti idealmente ?
RT
PM
V
gdgassosadensità ==
1 torr = 1 mm Hg
715 torr = 715 mm Hg
715torr/760torr = 0.941 atm
PM x 0.941 atm 2.39 g/l =
0.082054 l atm K-1 mol-1 373,15 K
PM = 77.7 g/mol
Stechiometria delle reazioni in fase gassosa
Il rapporto dei volumi di due gas
coinvolti in una reazione a temperatura
e pressione costante è uguale al
rapporto tra le moli dei reagenti.
2H2O(l) 2H2(g) + O2(g)
2 moli 2 moli 1 mole
2litri 1 litro
Ricordate che il volume è direttamente
proporzionale al numero di moli.
MISCELE DI GAS
In un gas ideale, le molecole non interagiscono fra
loro, e quindi la loro natura è del tutto ininfluente.
Pressione Parziale Consideriamo due gas ideali in un recipiente di volume V
La Pressione parziale è la pressione
che il gas eserciterebbe nel recipiente
se fosse da solo, alla stessa
temperatura
p1 = n1RT/V
p2 = n2RT/V
Legge di Dalton
In una miscela di gas ideali, la pressione totale
esercitata dalla miscela è la somma delle
pressioni parziali dei gas costituenti la miscela
ptot = p1 + p2 + p3 ...
V
RTnn
V
RTn
V
RTnptot ...)(... 21
21 ==
Ogni gas esercita una pressione parziale. La
pressione totale è la somma delle pressioni parziali.
Pressioni Parziali
pi
ptot =
niRT
V
ntotRT
V
= ni
ntot
Calcoliamo il rapporto tra la pressione parziale
di un gas e la pressione totale
Pressioni parziali e frazioni Molari
Frazione Molare i
tot
i
n
n c =
Esercizio Un recipiente di 10 Litri a 273 Kelvin contiene 2 grammi di
H2 e 8 grammi di N2. Calcolare le pressioni parziali e la
pressione totale
2.00 g H2 = 0.992 mol H2
2 H g 016 . 2
2 H mol
8.00 g N2 = 0.286 mol N2
2 N g 02 . 28
2 N mol
0.992 mol
273 K
10.0 L = 2.22 atm P H 2
= K mol
L atm 08206 . 0
0.286 mol = 0.641 atm
273 K
10.0 L P N 2
= K mol
L atm 08206 . 0