Esercizi sui gas di livello difficile
Lug06

Esercizi sui gas di livello difficile

Anche se si conoscono tutte le leggi dei gas ideali può capitare di trovarsi dinanzi a un problema di apparente difficile soluzione: occorre quindi aguzzare l’ingegno e correlare in modo opportuno le relazioni note Esercizi Calcolare la densità a STP dell’esafluoruro di uranio Il peso molecolare di UF6 è pari a 352 g/mol La densità è data dal rapporto tra la massa e il volume: d = m/V A STP ( p = 1 atm e T = 273 K) il volume occupato da 1 mole di gas è pari a 22.4 L A tale risultato si può giungere dall’equazione di stato dei gas ideali V = nRT/p = 1 x 0.08206 x 273/1 = 22.4 L La densità è quindi data dal rapporto tra il peso molecolare e il volume occupato da 1 mole nelle condizioni indicate d = 352 g/mol/ 22.4 L/mol = 15.7 g/L   Calcolare il peso molecolare di un gas che alla temperatura di 30°C e alla pressione di 780 torr ha una densità di 3.33 g/L p = 780/760= 1.03 atm e T= 30 + 273 = 303 Dall’equazione di stato dei gas si ha pV=nRT Dove n è il numero di moli Il numero di moli n è dato dal rapporto tra la massa e il peso molecolare MM quindi n = massa/MM Sostituendo nell’equazione di stato dei gas si ha: pV = (m/MM) RT dividiamo per V e moltiplichiamo per MM: p MM = (m/V)RT poiché m/V = d si ha: p MM = dRT ovvero MM = dRT/p = 3.33 ∙ 0.08206 ∙303 /1.03 = 80.4 g/mol Un contenitore di 10 m3 contiene una miscela di gas alla temperatura di 25°C e alla pressione di 100 kPa che ha la seguente composizione molare: N2: 55%, CO2: 25%; O2: 10%; H2O: 10%. Calcolare: La frazione molare di ogni gas Il peso molecolare medio della miscela La pressione parziale di ogni gas La massa della miscela di gas Dai dati si ha che le moli di N2 sono 0.55, quelle di CO2 sono 0.25, quelle di O2 sono 0.10 e quelle di H2O sono 0.10 Tenendo presente che i rispettivi pesi molecolari sono 28.01, 44.01, 32.00 e 18.01 si ha che il peso molecolare medio è dato da PM = (0.55 ∙ 28.01) +( 0.25 ∙ 44.01)+(0.10∙ 32.00)+(0.10∙ 18.01)=  31.41g/mol Le pressioni parziali valgono: pN2 = 0.55 ∙ 100 = 55 kPa p CO2 = 0.25 ∙ 100 = 55 kPa p O2 = 0.10∙ 100 = 10 kPa p H2O = 0.10∙ 100 = 10 kPa Poiché la pressione, espressa in atm, vale 100000 Pa/101325 Pa/atm= 0.987 atm, la temperatura vale...

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