D2-1 Una certa quantità di idrogeno viene posta in una camera di platino a volume costante. Quando la camera viene immersa in un bagno di ghiaccio che sta fondendo, la pressione assoluta del gas è di 1000 mm di mercurio. (a) Qual è la temperatura in gradi centigradi quando il manometro segna esattamente 100 mm di Hg? (b)A che pressione si arriverà quando la camera sarà portata a 100°C? Pgas2 = 100 mm Hg Pgas1 = 1000 mm Hg Tga2 = ? Tgas1 = 273 K a) t=-246 °C Pgas1 = 1000 mm Hg Pgas2 = ? b) Tgas1 = 273 K Tga2 = 273 + 100 = 373 K

D2-3 Se la densità assoluta di un gas a 30°C e a 768 mm di Hg è pari a 1.253 g/l, trovare la sua densità assoluta nelle condizioni normali. T1 = 303 K P1 = 768 mm Hg d1 = 1,253 g/l T2 = 273 K P2 = 760 mm Hg

a) Volume della stessa massa di gas in condizioni normali: Un volume di 95 ml di ossido d'azoto a 27°C viene raccolto su mercurio, in una provetta graduata; il livello del mercurio all'interno del tubo è maggiore di 60 mm rispetto al livello del mercurio all'esterno, quando il barometro indica 750 mm, (a) Calcolare il volume della stessa massa di gas nelle condizioni normali. (b) Che volume occuperà la stessa massa di gas a 40°C, quando la pressione barometrica è di 745 mm e il livello del mercurio all'interno del tubo è di 25 mm più basso del livello esterno? V = 95 ml T = 300 K Pest = 750 mm Hg 750 mm 60 mm Pgas = Pest - 60 mm Hg a) Volume della stessa massa di gas in condizioni normali: T2 = 273 K P2 = 760 mm Hg T1 = 300 K P1 = 690 mm Hg P1V1 = n1RT1 P2V2 = n2RT2 n1 =n2

750 mm 25 mm b) Volume alle condizioni di 40 °C, 745 mm Hg e livello mercurio a 25 mm più basso dell’ esterno. T1 = 273 K P1 = 760 mm Hg T2 = 273 + 40 = 313 K P2 = 745 + 25 = 770 mm Hg

Se si apre il rubinetto si ha un unico recipiente di 250+450=700 ml Un recipiente di 250 ml contiene cripto a 500 mm di Hg. Un recipiente di 450 ml contiene elio a 950 mm. Vengono mescolati i contenuti dei due recipienti, aprendo un rubinetto che li collega. Supponendo che tutte le operazioni vengano eseguite a temperatura costante e uniforme, calcolare la pressione finale totale e il percento in volume di ogni gas nella miscela risultate. Trascurare il volume del rubinetto. Kr 250 ml 500 mm He 450 ml 950 mm Se si apre il rubinetto si ha un unico recipiente di 250+450=700 ml Come sono dei gas ideali si comportano in modo indipendente in tutto il volume PHeT VHeT = PHe VHe

PT = PHeT + PKrT =610.7 +178.6 = 789.3 mm Hg Per calcolare il percento in volume, sappiamo che il rapporto dei volumi sono gli stessi rapporti delle pressioni in condizione di temperatura uguale. Quindi:

D2-7 La tensione di vapore dell'acqua è, a 80°C, di 355 mm di Hg. Un recipiente di 100 ml contiene ossigeno saturo d'acqua a 80°C, la pressione totale del gas essendo di 760 mm di Hg. Il contenuto del recipiente viene pompato dentro un altro recipiente di 50 ml alla stessa temperatura. Quali saranno le pressioni parziali dell'ossigeno e del vapor d'acqua e la pressione totale, nello stato finale dell'equilibrio? Trascurate il volume dell'acqua di condensazione. TVH2O = 355 mmHg a 80 °C PT = PO2 + PH2O = 760 mm Hg PO2 = 760 - 355 = 405 mm Hg P1 V1 = P2 V2 P1 = 405 mm Hg V1 = 100 ml V2 = 50 mm Hg P2 = ?

La pressione del vapore acqueo non cambia: PT = 810 + 355 = 1165 mm Hg

moli KClO3 = 2/3 moli O2 = 2/3 0,725= 0,48 moli D2-9 Quanti grammi di KClO3 sono necessari per preparare 18 litri di ossigeno raccolti su acqua a 22°C e 760 mm di Hg? La tensione di vapore dell'acqua, a 22°C, è 19.8 mm di Hg. 2 KClO3 2 KCl + 3 O2 PO2 = 760 – 19,8 = 740,2 mm Hg Calcolo moli T = 273 + 22 = 295 K moli KClO3 = 2/3 moli O2 = 2/3 0,725= 0,48 moli g KClO3 = moli · Pm = 0,48 (39+35,5+3 · 16) = 58,32

a) Volume acetilene in condizioni normali: Un campione di 0.712 g di carburo di calcio, CaC2 commerciale, reagendo con l'acqua libera 195 ml di acetilene, C2H2. Il volume del gas viene misurato su acqua a 15°C e a 748 mm Hg. La tensione di vapore dell'acqua a 15°C è di 13 mm. CaC2 + 2 H2O  Ca(OH)2 + C2H2 Determinare:(a) il volume dell'acetilene in condizioni normali; (b)la massa di CaC2 puro necessario per ottenere questo volume; (c)la percentuale in massa di CaC2 nel campione commerciale. CaC2 + 2 H2O   Ca(OH)2 + C2H2 0,712 g 195 ml a) Volume acetilene in condizioni normali: PC2H2 = 748 – 13 = 735 mm P2 = 735 mm V2 = 195 ml T2 = 373+15 = 288 K P1 = 760 mm T1 = 273 K

Peso di CaC2 Moli di CaC2 = moli di C2H2 = 179 / (22.4 · 1000) = 0.00799 = 0.08 moli g CaC2 = moli · Pm = 0.008(12·2+40) = 0.512 g c) Peso del campione di CaC2 commerciale. Come il peso totale non è 0.712 g ci sono delle impurezze

D2-14 Un campione di 100 g di zinco puro al 95% è trattato con acido cloridrico. Che volume di idrogeno si produce: (a) in condizione normali, (b) a 30°C e 768 mm Hg? Pa Zn = 65,4 Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2 moli Zn = moli di H2 moli Zn = 95 / 65,4 = 1,45 moli moli H2 = V(lt) / 22.4 l V= moli · 22,4 = 32,48 l b) T1 = 273 K T2 = 30 + 273 = 303 K P1 = 760 mm Hg P2 = 768 mm Hg V1 = 32,48 V2 = ?

Pressione del gas spillato = Pi – Pf = 650 – 600 = 50 mm Hg Un gas ideale alla pressione di 650 mm occupava un pallone di volume sconosciuto. Una certa quantità di gas, spillata dal pallone, occupava un volume di 1.52 cm3 alla pressione di 1 atm. La pressione del gas rimasto nel pallone era di 600 mm. Supponendo che tutte le misure siano state eseguite alla stessa temperatura, si calcoli il volume del pallone. Pi = 650 mm Hg Vgas = 1,52 cm3 Pgas = 760 mm Hg Pf = 600 mm Hg Pressione del gas spillato = Pi – Pf = 650 – 600 = 50 mm Hg Quindi abbiamo : Condizioni iniziali del gas: P2 = 50 mm Hg V2 = ? Condizioni finali del gas: P1 = 760 mm Hg V1 = 1,52 cm3 P1 V1 = P2 V2

D2-16 Un campione di azoto gassoso viene fatto gorgogliare attraverso acqua liquida a 25°C e raccolto quindi in un recipiente di 750 cm3 di volume. La pressione totale del gas, saturo di vapore di acqua, è di 740 mm a 25°C. La pressione del vapore di acqua a questa temperature è di 24 mm. Quante moli di azoto vi sono nel campione?

D2-17 Se 2.96 g di cloruro mercurico vengono vaporizzati in un pallone da 1.00 litri a 680K, la pressione risultante è di 458 mm. Qual è il peso molecolare e la formula molecolare del vapore di cloruro mercurico? 2,96 g di composto V = 1,00 l T = 680 K P = 458 mm Hg PV = nRT PV = ( g/PM ) RT Pa Cl = 35,5 Pa Hg = 200,6 Formula possibile 2·35,5+ 200,6 = 271,6 Formula HgCl2

D2-18 L'etilene gassoso, C2H4, reagisce con l'idrogeno gassoso in presenza di un catalizzatore a base di platino per formare l'etano, C2H6, secondo C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) Una miscela di C2H4 e H2 che conteneva più C2H4 aveva un a pressione di 52 mm in un volume sconosciuto. Dopo che il gas venne fatto passare su di un catalizzatore a base di platino, la sua pressione era di 34 mm per lo stesso volume e la stessa temperatura. Quale frazione delle molecole della miscela originaria era costituita da etilene?

D2-19 Una miscela di metano, CH4, e acetilene, C2H2, occupava un certo volume a una pressione totale di 63 mm. In campione venne bruciato a CO2 e H2O, e il solo CO2 fu raccolto trovando che la sua pressione era di 96 mm allo stesso volume e alla stessa temperatura della miscela originaria. Quale frazione del gas era metano? La reazione: 2 CH4 + 2 C2H2 + 9 O2 6 CO2 + 6 H2O Valutiamo il rapporto delle moli moli CO2 = moli C = moli CH4 + 2 moli C2H2 PCO2 = PCH4 + 2 PC2H2 = 96 mm

1) PT = PCH4 + PC2H2 = 63 mm 2) PCO2 = PCH4 + 2 PC2H2 = 96 mm Abbiamo un sistema di due incognite con due equazioni, risolvendo: PC2H2 = 63 mmm - PCH4 Sostituita nella 2) PCH4 + 2 (63 mm - PCH4) = 96 mm PCH4 + 2 · 63 mm - 2 · PCH4 = 96 mm PCH4 = 2 · 63 mm - 96 mm = 30 mm PC2H2 = 63 – 30 = 33 mm Il rapporto delle moli è lo stesso del rapporto delle pressioni :

Se sono nelle stesse condizioni dei temperatura e volume: