II Modulo Reattività chimica

Presentazione sul tema: "II Modulo Reattività chimica"— Transcript della presentazione:

1 II Modulo Reattività chimica
CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Facoltà di Scienze Matematiche Fisiche e Naturali Università degli Studi di Perugia

2 EQUAZIONI CHIMICHE Il linguaggio chimico 3. simboli  atomi
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Il linguaggio chimico 3. EQUAZIONI CHIMICHE simboli  atomi formule  molecole equazioni chimiche  reazioni chimiche

3 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE REAZIONI CHIMICHE una reazione chimica è un fenomeno durante il quale una o più sostanze (i reagenti) subiscono una variazione a livello molecolare trasformandosi in altre sostanze (i prodotti) detto in altri termini, gli atomi che compongono le sostanze di partenza cambiano arrangiamento e si ricombinano in altre sostanze; per esempio la reazione fra due molecole di idrogeno (H2) e una molecola di ossigeno (O2) porta alla formazione di due molecole di acqua (H2O) + rappresenta un atomo di idrogeno rappresenta un atomo di ossigeno

4 Legge di conservazione della massa (Lavoisier, 1787):
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Legge di conservazione della massa (Lavoisier, 1787): la massa totale dei prodotti è uguale alla massa totale dei reagenti ora che è nota la struttura della materia, la spiegazione di tale legge è piuttosto ovvia: gli atomi non vengono distrutti né creati ma semplicemente si ricombinano in nuovi composti; poiché la massa è una proprietà intrinseca della materia (e quindi anche degli atomi) la conservazione degli atomi in una reazione chimica comporta automaticamente la conservazione della massa es. se metto a reagire due moli di ferro (massa = 111,6 g) con 3 moli di zolfo (massa = 96,4 g) si forma una mole di solfuro ferrico di massa pari a 208 g reagenti: Fe + S prodotto: Fe2S3

5 Reagente1+ Reagente2 (=) Prodotto1 + Prodotto2
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE EQUAZIONI CHIMICHE Una equazione chimica è la rappresentazione simbolica di una reazione in termini di formule chimiche Reagente1+ Reagente2 (=) Prodotto1 + Prodotto2 Una equazione chimica scritta correttamente deve rappresentare la reazione da un punto di vista: 1) qualitativo (cioè va chiaramente rappresentata la natura chimica di ciascun reagente e prodotto) 2) quantitativo (cioè, poiché gli atomi non si creano né si distruggono, a destra e a sinistra della freccia compaiono esattamente lo stesso numero e lo stesso tipo di atomi es. CH4 + O2 = CO2 + H2O così scritta la reazione non è corretta: a sinistra abbiamo 2 atomi di ossigeno mentre a destra ce ne sono tre; a destra abbiamo 4 atomi di idrogeno e a sinistra solo 2 CH4 + 2 O2 = CO2 + 2 H2O i fattori numerici usati per bilanciare la reazione sono detti coefficienti stechiometrici

6 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE NB una equazione chimica rappresenta la reazione sia su scala microscopica (cioè dei singoli atomi e molecole) che su scala macroscopica (cioè riferendosi a quantità prelevabili, ad es., con una bilancia). Ad esempio la reazione fra idrogeno e ossigeno per formare acqua va scritta come 2 H2 + O2  2 H2O su scala microscopica significa che due molecole di idrogeno reagiscono con una molecola di ossigeno per formare due molecole di acqua + su scala macroscopica significa che due moli di H2 (massa 4 g) reagiscono con una mole di O2 (massa 32 g) per formare due moli di H2O di massa 36 g reagenti: H2 + O2 prodotto: H2O

7 Bilanciare le seguenti equazioni chimiche: 1) C3H8 + O2 = CO2 + H2O
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Bilanciare le seguenti equazioni chimiche: 1) C3H8 + O2 = CO2 + H2O C3H8 + 5 O2 = 3 CO2 + 4 H2O 2) Ca + H2O = Ca(OH)2 + H2 Ca + 2 H2O = Ca(OH)2 + H2 3) O2 + PCl3 = POCl3 ½ O2 + PCl3 = POCl3

8 Esempi di problemi tipici
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Esempi di problemi tipici 1) Determinare la massa di anidride carbonica e acqua che si genera per combustione di una mole di propano C3H8 la combustione è una reazione chimica che comporta l’ossidazione di un combustibile da parte di un comburente (ossigeno dell’aria) con sviluppo di calore; se il combustibile è un idrocarburo (cioè un composto formato esclusivamente da carbonio e idrogeno) i soli prodotti delle reazioni di combustione sono anidride carbonica e acqua - scriviamo prima reagenti e prodotti e poi bilanciamo l’equazione chimica 4 3 C3H O2  CO H2O 5 - relazioni fra le masse: reagenti: 1 mole di propano pesa 3x12+8x1=44 g; 5 moli di ossigeno pesano 5x(16x2)=160g  massa totale = 204 g prodotti: 3 moli di CO2 pesano 3x(12+2x16)= 132 g; 4 moli di H2O pesano 4x(2+16)=72 g  massa totale = 204 g

9 reazione di combustione/ossidazione si formano comunque solo CO2 e H2O
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Esempi di problemi tipici 2) Determinare la massa ossigeno necessaria a metabolizzare completamente 10 g di glucosio (C6H12O6) il glucosio è un carboidrato, cioè un composto che contiene carbonio, idrogeno e ossigeno (carbo- per carbonio, idrato per H2O da greco uder=acqua); nella reazione di combustione/ossidazione si formano comunque solo CO2 e H2O - scriviamo prima reagenti e prodotti e poi bilanciamo l’equazione chimica 6 6 C6H12O O2  CO H2O 6 - il bilanciamento stechiometrico ci dice che per bruciare una mole di glucosio mi servono 6 moli di O2; noi però non abbiamo una mole di glucosio ma solo 10 g. A quante moli corrispondono 10 g? La massa molecolare di C6H12O6 è MM=6x x16=180,0 uma. Quindi le moli di glucosio presenti in 10 grammi sono moli di glucosio = 10/180 = 0,0555 moli le moli di ossigeno necessarie sono 6 volte tanto e quindi moli di ossigeno necessarie = 6 x 0,0555=0,333 moli di O2 massa di ossigeno = 0,333 x 32 = 10,7 g

10 il carbone contiene essenzialmente carbonio amorfo
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Esempi di problemi tipici 3) Determinare la massa di ossido ferrico (presente nelle rocce ferrose) necessarie a produrre 10 tonnellate di ferro per trattamento con carbone il carbone contiene essenzialmente carbonio amorfo - scriviamo prima reagenti e prodotti e poi bilanciamo l’equazione chimica 2 Fe2O C  CO Fe 3 3 4 - per produrre 4 moli di ferro metallico mi servono 2 moli di ossido ferrico e 3 moli di carbonio; noi però vogliamo produrre 10 tonnellate (=10x1000 kg = 10x1000x1000 g = 107g). A quante moli corrispondono 107 g di ferro? La massa atomica di Fe 55,8 uma, quindi le moli di ferro presenti in 10 t sono moli di ferro = 107/55,8 = 1,79x105 moli le moli di Fe2O3 necessarie sono la metà (2/4) e quindi moli di Fe2O3 necessarie = 0,5 x 1,79x105=8,95x104 moli massa di Fe2O3 = 8,95x104x (2x55,8+3x16) = 1,43x107 g = 14,3 t le moli di C necessarie sono invece i ¾ delle moli di ferro finali e quindi moli di C necessarie = 3/4 x 1,79x105=1,34x105 moli massa di C = 1,34x105x12 = 1,61x106 g = 1,61 t

11 REAGENTI LIMITANTI la quantità di prodotti che si forma quando
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE REAGENTI LIMITANTI Che cosa accade se invece di mettere a reagire i reagenti nelle quantità previste dall’equazione bilanciata ne metto uno in eccesso (oppure in difetto)? - abbiamo visto in un esempio precedente che per bruciare 10 g di C6H12O6 mi servono 10,7 g di O2. Che cosa succede se metto a reagire soltanto 5,35 g di O2 (cioè la metà della massa necessaria alla combustione completa del glucosio)? È abbastanza intuitivo capire che soltanto la metà del glucosio inizialmente presente sarà bruciato, mentre l’altra metà, non potendosi combinare ulterioremente con l’ossigeno, resterà glucosio. la quantità di prodotti che si forma quando i reagenti non sono tutti presenti in quantità stechiometrica è determinata dal reagente in difetto

12 REAGENTI LIMITANTI un parallelo dalla vita comune… Chimica Generale
CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE REAGENTI LIMITANTI un parallelo dalla vita comune…

13 REAGENTI LIMITANTI un altro parallelo dalla vita comune… +
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE REAGENTI LIMITANTI un altro parallelo dalla vita comune… + reagenti in quantità stechiometrica: 4 bulloni + 4 dadi  4 coppie dado/bullone + il numero di dadi è in difetto: 4 bulloni + 3 dadi  3 coppie dado/bullone e mi resta un bullone che non ‘reagisce’ + il numero di dadi è in difetto: 3 bulloni + 4 dadi  3 coppie dado/bullone e mi resta un dado che non ‘reagisce’

14 GLI STATI FISICI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE GLI STATI FISICI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA Oltre a poter essere classificata in base alla sua composizione chimica, la materia può anche essere classificata in base allo stato fisico con cui essa si presenta. I tre stati fisici possibili sono: - solido - liquido - aeriforme o gassoso acqua solida (ghiaccio) acqua liquido vapore acqueo Ad es. tutti abbiamo avuto esperienza nella vita comune del fatto che l’acqua possa esistere nei tre stati fisici, senza mai cambiare la sua natura di composto chimico (ad es. posso bere l’acqua liquida che si forma per fusione del ghiaccio o quella che si forma per condensazione del vapore)

15 GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE GLI STATI DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA da un punto di vista microscopico e macroscopico Stato gassoso(o aeriforme) Le particelle che lo compongono sono distanti fra di loro e sono in perenne movimento. Da un punto di vista macroscopico, i gas non hanno né forma né volume proprio. Stato liquido Le particelle che lo compongono sono a stretto contatto ma non occupano posizioni reciproche fisse. Da un punto di vista macroscopico, i liquidi hanno un volume proprio, ma non hanno una forma propria (assumono quella del recipiente in cui si trovano). Stato solido Le particelle che lo compongono sono a stretto contatto ed occupano posizioni reciproche fisse. Da un punto di vista macroscopico, i solidi hanno volume e forma propri.

16 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE I GAS iniziamo da … Le sostanze allo stato gassoso sono quelle che forse sfuggono di più alla nostra percezione nella vita quotidiana, eppure ne facciamo un uso molto esteso: ad esempio il gas metano è utilizzato nelle caldaie/cucine di molte abitazioni; l’aria è una miscela di gas, essenzialmente azoto (circa 80%) e ossigeno (circa 20%); il cloro viene usato come disinfettante. Sebbene il comportamento chimico di ciascun gas dipenda dalla sua natura chimica, tutti i gas hanno un comportamento fisico comune I GAS visti ‘da vicino’: le particelle che costituiscono la materia allo stato gassoso possiedono una energia cinetica che prevale sulle forze di reciproca attrazione. I gas non hanno perciò né forma né volume proprio. Le particelle tengono a occupare tutto lo spazio disponibile (per esempio quello di un recipiente chiuso) urtandosi continuamente fra di loro e contro le pareti del recipiente che le contiene.

17 Una miscela gassosa molto importante: l’aria
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Una miscela gassosa molto importante: l’aria

18 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Variabili di stato: sono le grandezze che definiscono lo stato fisico e sono il volume (V), la temperatura (T) e la pressione (P) VOLUME: spazio occupato da una porzione di materia. Nel caso di liquidi e solidi è pari circa alla somma dei volumi occupati dai singoli atomi/molecole  unità di misura: m3=1000 dm3(l)= cm3 ml TEMPERATURA: una definizione rigorosa della temperatura è piuttosto complessa; in questo contesto diciamo che è una ‘misura del livello del calore’ di una certa porzione di materia; a livello microscopico la temperatura è associata all’energia cinetica (energia associata al moto) degli atomi e delle molecole  unità di misura: gradi assoluti e gradi centigradi T (gradi Kelvin) = t (gradi centigradi) + 273 PRESSIONE: per definizione, la pressione è la forza che agisce per unità di superficie; a livello microscopico diciamo che la pressione è il risultato degli urti delle particelle con le pareti.  unità di misura: pascal, bar (mbar), atmosfere 1 atm = 1,013 bar = Pa

19 Equazione di stato: V=f (T, P, n)
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Equazione di stato: V=f (T, P, n) L’equazione di stato esprime la relazione reciproca che esiste fra volume, temperatura, pressione (P) e numero di moli (n) – per i solidi e i liquidi è estremamente complessa e dipende dalla natura dei composti in questione – per i gas ha una espressione matematica semplice ed è unica per tutte le specie gassose

20 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Perché? Nei solidi e nei liquidi le particelle (atomi, molecole, ioni) sono a contatto fra di loro ed esercitano delle interazioni reciproche che sono specifiche del particolare tipo di composto. Nei gas la distanza fra le particelle è mediamente molto più grande delle loro dimensioni: il volume occupato dalle particelle è trascurabile rispetto a quello del contenitore - le interazioni reciproche sono trascurabili e le particelle si comportano indipendentemente l’una dall’altra Per specificare la condizione di un gas è sufficiente conoscere le variabili di stato che lo definiscono V, P, T i cui valori non sono dipendenti

21 pressione = forza esercitata su una superficie unitaria barometro
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Nel caso dei gas assume particolare importanza la funzione di stato pressione pressione = forza esercitata su una superficie unitaria barometro - la pressione atmosferica è la forza esercitata dalla colonna d’aria sovrastante una certa superficie - una colonna di mercurio alta 760 mm esercita una spinta idrostatica sulla superficie di mercurio della vaschetta pari a quella esercitata dalla pressione atmosferica pressione atmosferica 1 Pascal = 1 N / m2 1 atm = 1,013×105 Pa

22 Come si misura la pressione? Lo strumento che si usa è il Manometro
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Come si misura la pressione? Lo strumento che si usa è il Manometro La pressione dei gas viene misurata tramite una serie di strumenti. Il più comune di questi è il manometro. Esso è costituito da un tubo di vetro a forma di U riempito di mercurio. La parte chiusa del manomentro è stata svuotata da ogni gas affinché non vi sia del gas che possa esercitare una pressione. Dall’altra parte il manometro è collegato al recipiente contenente il gas di cui si vuole misurare la pressione. La differenza del livello di mercurio dà direttamente una indicazione della differenza di pressione.

23 Leggi empiriche dei gas
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Leggi empiriche dei gas Legge di Boyle PV= cost (T costante) P (atm) 1/V (litri-1) P=2 atm V=2 litri P=4 atm V=1 litro P (atm) t (C) P0C Legge di Charles Pt=P0C(1+ct) c=1/273 V (litri) t (C) V0C Legge di Gay-Lussac Vt=V0C(1+ct) c=1/273

24 Le leggi empiriche dei gas
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Le leggi empiriche dei gas Legge di Boyle: a temperatura costante il prodotto della pressione per il volume, P x V, è costante NB: questo significa che pressione e volume sono inversamente proporzionali (cioè se aumento la pressione diminuisce il volume, se diminuisco la pressione aumenta il volume)

25 Le leggi empiriche dei gas
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Le leggi empiriche dei gas Legge di Charles: a pressione costante il volume è direttamente proporzionale alla temperatura espressa in gradi Kelvin NB: questo significa che volume e temperatura (espressa in gradi Kelvin) sono direttamente proporzionali (cioè se aumento la temperatura aumenta il volume, se diminuisco la temperatura diminuisce il volume)

26 Le leggi empiriche dei gas
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Le leggi empiriche dei gas Legge di Gay-Lussac: a volume costante la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura espressa in gradi Kelvin P1/P2=T1/T2 pressione NB: questo significa che pressione e temperatura (espressa in gradi Kelvin) sono direttamente proporzionali (cioè se aumento la temperatura aumenta la pressione, se diminuisco la temperatura diminuisce la pressione) P2 P1 T1 T2 temperatura (kelvin)

27 Le leggi empiriche dei gas
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Le leggi empiriche dei gas Legge di Avogadro: a temperatura e pressione costanti, il volume è direttamente proporzionale al numero di moli di gas NB: questo significa che il volume dipende anche dalla quantità di gas che sto considerando

28 EQUAZIONE DI STATO DEI GAS IDEALI
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE EQUAZIONE DI STATO DEI GAS IDEALI Mettendo insieme le leggi empiriche si ha PV/T = cost. dove cost. = n R n è il numero di moli che costituiscono il campione gassoso e R è la costante universale dei gas PV = nRT Tale equazione è seguita da tutti i gas in condizioni di bassa densità e alta temperatura. La costante universale dei gas, pur essendo una costante, può assumere diversi valori numerici a seconda delle unità di misura usate: R=0,0822 l atm mol-1 K-1=8,314 J mol-1 K-1

29 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE VOLUME MOLARE DEI GAS Il volume occupato da una mole di gas nelle condizioni ‘normali’ definite come P=1 atm e T=273 kelvin è una costante che ricorre spesso e si chiama volume molare c.n.

30 TEORIA CINETICA DEI GAS
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE TEORIA CINETICA DEI GAS Si tratta di un modello proposto su scala microscopica per rendere conto delle proprietà osservate macroscopicamente: i) le molecole dei gas sono in continuo movimento caotico e sono dotate di una certa velocità ed energia cinetica; ii) le particelle sono trattate come masse puntiformi (non occupano cioè un volume proprio significativo); iii) le molecole non subiscono forze di interazione reciproca con questo semplice modello microscopico è possibile spiegare il Comportamento dei gas osservato su scala macroscopica. In particolare alcune funzioni di stato macroscopiche sono relazionate alle proprietà microscopiche delle molecole TEMPERATURA  energia cinetica delle molecole (velocità) PRESSIONE  frequenza degli urti delle melecole gassose sulle pareti del recipiente

31 MISCELE DI GAS: legge di Dalton
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE MISCELE DI GAS: legge di Dalton In una miscela di due gas ideali A e B la pressione esercitata da ciascun gas è uguale a quella che eserciterebbe se fosse presente da solo nel recipiente: = + Se indico con PA e PB le pressioni esercitate da A e B quando sono da soli nello stesso recipiente ho che Ptotale = PA + PB PA e PB sono dette pressioni parziali . Nota bene che e quindi

32 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE e similmente XA e XB sono dette frazioni molari e sono date dal rapporto fra le moli del singolo gas componente la miscela e le moli totali di gas nella miscela Inoltre valgono le relazioni La percentuale in volume di un gas in una miscela è data dalla frazione molare di quel gas moltiplicata per 100 (conseguenza diretta del fatto che il volume è direttamente proporzionale alle moli) N.B. 0 ≤ x ≤ ≤ % in volume ≤ 100

33 VOLUMI NELLE REAZIONI FRA GAS
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE VOLUMI NELLE REAZIONI FRA GAS Abbiamo visto come ci sia una relazione diretta fra il volume di un gas e il numero di moli (a parità di pressione e temperatura). Questo è vero per tutti i gas. Se considero una reazione chimica fra gas, anziché parlare di moli posso parlare direttamente di volumi perché c’è una relazione diretta fra volumi e moli. Una prima osservazione in questo senso fu fatta da Gay Lussac: due volumi di idrogeno reagiscono con un volume di ossigeno per dare due volumi di vapore acqueo vapore acqueo

34 Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE vapore acqueo Amedeo Avogadro intuì la giusta spiegazione proprio assumendo che volumi uguali di gas contenessero un numero uguale di moli di gas

35 H2(g) + Cl2(g) = 2 HCl(g) N2(g) + 3 H2(g) = 2 NH3(g)
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Il rapporto fra i coefficienti stechiometrici nell’equazione chimica bilanciata possono allora rappresentare, non solo le moli che si combinano, ma anche i volumi di gas che si combinano H2(g) Cl2(g) = 2 HCl(g) 1 mole mole moli 1 volume volume volumi N2(g) H2(g) = 2 NH3(g) 1 mole moli moli 1 volume volumi volumi

36 C3H8(g) + 5 O2(g) = 3 CO2(g) + 4 H2O(g)
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE C3H8(g) O2(g) = 3 CO2(g) H2O(g) 1 mole moli moli 4 moli 1 volume volumi volumi 4 volumi

37 Applicazioni numeriche
Chimica Generale CORSO DI LAUREA TRIENNALE IN ATTIVITÀ DI PROTEZIONE CIVILE Applicazioni numeriche L’equazione di stato dei gas può essere usata per determinare n, P, V e T noti i valori degli altri parametri. 1) Determinare la pressione esercitata da due moli di O2 che si trovano in un recipiente di volume pari a 20 litri e alla temperatura di 200°C. Applico l’equazione di stato dei gas (NB converti la temperatura in gradi Kelvin) P = nRT/V = 2 x 0,0822 x ( ) / 20 = 3,88 atm 2) Determinare il numero di moli di elio contenute in un recipiente di 5 litri alla pressione di 0,5 atmosfere e alla temperatura di 20°C n = (PV) / (RT) = (0,5x5) / [0,0822 x (20+273)] = 0,10 moli 3) Due recipienti identici (uguali V, T e P) contengono il primo 0,8 grammi di elio (MA=4,00 uma) e il secondo 3,2 grammi di un gas incognito X. Di quale gas si tratta? Poiché i recipienti sono identici e sono nelle stesse condizioni, contengono lo stesso numero di moli di gas. Allora il secondo recipiente contiene nX=nHe=massa di elio/MA(He)=0,8/4=0,2 moli e quindi MM(X)=3,2/0,2=16  CH4