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:

  1. La frazione molare di ogni gas
  2. Il peso molecolare medio della miscela
  3. La pressione parziale di ogni gas
  4. 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

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Author: Chimicamo

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