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Stato aeriforme

1) Cosa si intende per aeriforme:

Il termine aeriforme congloga i gas ed i vapori, le proprietà degli aeriformi sono :

a) Non possiede ne forma ne volume proprio a causa delle scarse forze di legame conseguenti alla grande energia    cinetica, la aeriforme tende pertanto ad occupare tutto lo spazio a sua disposizione.

b) Tutti i miscugli formati da aeriformi sono omogenei, ossia le proprietà fisiche sono uguali in ogni punto.

gas       = aeriforme che si trova al di sopra della temperatura critica

vapore = aeriforme che si trova ad una temperatura inferiore alla temperatura critica.

 

2) Cosa si intende per temperatura critica e quali ne sono le cause:

È la temperatura oltre la quale un aeriforme non può essere liquefatto, qualunque sia la pressione cui è sottoposto.

Essa è dovuta alla composizione delle seguenti forze :

a)            forze di legame di Van der Waals che dipendono solo dalla distanza tra le molecole e quindi aumenta con P

b)            la  velocità media delle molecole decresce con il decrescere della temperatura, sino a rendere liquido la aeriforme.

 

3) Cosa si intende per condizioni normali per un gas:

Si intendono le condizioni fisiche :                  temperatura = 273,16 K pari a 0°C                     pressione = 1 atmosfera.                                                                                

 

4) Cosa esprime il Torr:

È la pressione esercitata da una colonna di mercurio (Hg) alta 1 mm.

 

5) Cosa esprime la atmosfera:

È la pressione media della aria al livello del mare

6.1) 1 Pa    =                          9,87 * 10-6 atm                                                    6.2) 1 Torr =                          133,3 Pa

6.3) 1 atm  =                          760 Torr                                                               6.4) 1 dm3  =                         1 litro

 

7) Caratteristiche di un gas ideale :

a) È costituito da molecole puntiformi il cui volume è cioè nullo.

b) Le molecole non esercitano tra di loro alcuna forza attrattiva o repulsiva a distanza.

c) Le molecole negli urti tra di loro e con il recipiente si comportano come sfere perfettamente elastiche.

 

8) Enunciare la legge di Boyle per i gas ideali :

Per una data massa di gas ideale il volume è inversamente proporzionale alla pressione a temperatura costante

                                                              

Il grafico che la rappresenta è un ramo di iperbole equilatera

 

9) Cosa è la temperatura assoluta:

È la temperatura non legata alla dilatazione di una sostanza particolare ma al comportamento di un qualsiasi gas, lo 0 della scala Kelvin rappresenta infatti la temperatura per la quale il volume di un gas perfetto dovrebbe annullarsi in base alla seguente legge di Charles.

 

10) Enunciare la legge di Charles per i gas ideali :

Per una data massa di gas ideale, a pressione costante, il volume è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta.

                                                              

Il grafico che la rappresenta è una retta.

 

11) Enunciare la legge di Gay-Lussac per i gas ideali :

Per una data massa di gas ideale, a volume costante, la pressione è direttamente proporzionale alla temperatura assoluta.

                                                              

Il grafico che la rappresenta è una retta.

 

12) Enunciare la equazione di stato dei gas ideali:

Essa è una combinazione delle leggi precedentemente descritte

                                                              

se riferita ad una sola mole essa vale P V = n R T

 

13) Quanto vale R nella PV = nRT :

R è costante tuttavia può assumere valori diversi a seconda della unità in cui è espressa la pressione :

R = 0,0821 Atm * l * mol -1 * K-1 

R = 8,31     kPa  * l * mol -1 * K-1

R = 8,31     J           * mol -1 * K-1

R = 1,99     cal        * mol -1 * K-1

 

14) Cosa è il fattore di compressibilità:

È il rapporto  esso può assumere i seguenti valori :

< 1          in un gas reale per temperature e pressioni basse.

 1             per i gas ideali .

> 1          in un gas reale per temperature e pressioni alte.

 

15) Enunciare il principio di Avogadro :

Volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione, contengono lo stesso n° di molecole. Il risultato è anche esso conglobato come le 3 leggi precedenti nella PV = nRT

 

16) Quanto vale il volume di una qualsiasi sostanza gassosa a c.n. :

22,4 litri per ogni mole di sostanza gassosa.

 

17) Differenze tra gas reali e gas ideali :

a) le molecole si attraggono tra di loro e quindi il volume è inferiore rispetto a quello del gas ideale. Quindi la P è somma         della pressione del gas e di una pressione interna.

b) le molecole hanno un volume non nullo quindi il volume reale del gas è dato dalla differenza tra il volume ideale ed il           covolume ossia il volume occupato dalle molecole.

Il modello del gas di van der Waals tiene conto di queste modifiche

 

18) Quando gas reali e gas ideali hanno comportamenti simili:

A pressioni  basse in quanto le molecole sono distanti tra di loro e quindi le forze attrattive scarse ed a temperature alte.

 

19) Cosa è la densità:

È il rapporto tra la massa di un gas ed il suo volume, essa è calcolabile dalla PV = nRT, infatti  d = gr / V

                                                              

 

20) Quale relazione lega la densità di 2 gas in diverse condizioni di pressione e temperatura:

                                                              

 

21) Cosa è la densità relativa:

È il rapporto della densità di un gas rispetto a quella di un altro, preso come riferimento, misurando entrambe le densità nelle stesse condizioni.

                                                              

 

22) Descrivere il fenomeno della dissociazione gassosa :

Per alcune sostanze la densità relativa invece di essere indipendente dalla temperatura diminuisce al crescere della temperatura, questo è dovuto al fatto che la temperatura influisce sulla loro dissociazione.

 

23) Cosa è il grado di dissociazione a :

È il rapporto tra il n° di moli dissociate ed il n° di moli iniziali. Esso varia tra 0 ed 1.

 

24) Cosa sono la densità teorica e la densità sperimentale e come sono legate:

dt = densità della sostanza non dissociata

ds = densità della sostanza dissociata con grado di dissociazione a

                                                              

dove n è il numero di particelle ottenute " particella che si dissocia.

 

25) Calcolare n = n° di molecole che prendono origine dalla dissociazione di una nella reazione 2SO3 « 2SO2 + O2 :

v = 3/2 = 1,5

 

26) Cosa è la pressione parziale:

È la pressione esercitata da un componente di una miscela gassosa se da solo occupasse l´intero volume a disposizione della miscela, alla stessa temperatura.

 

27) Cosa è la frazione molare:

È il rapporto tra il n° di moli di un componente e le moli totali della miscela

 

28) Quale relazione non è mai scritta ma è sempre presente negli esercizi su miscele di gas:

La somma delle frazioni molari degli elementi che costituiscono una miscela è pari ad 1 .

 

29) Come si calcola il volume parziale di un gas facente parte di una miscela:

Si moltiplica il volume totale occupato dalla miscela per la frazione molare del gas interessato, da questo valore si può giungere al n° di moli del gas tramite la PV = nRT.

 

30) Enunciare la legge di Dalton rispetto alla frazione molare ed al volume parziale :

La legge di Dalton stabilisce che ciascun gas di una miscela agisce indipendentemente dagli altri gas presenti e la pressione totale della miscela è la somma delle pressioni parziali.    P = p1 + p2 +...+ pn .

rispetto alla frazione molare :                         rispetto alla pressione parziale :

 

31) Come si calcola la pressione di un gas raccolto su acqua:

Essa è pari alla differenza tra la pressione esterna e la tensione di vapore della acqua per quella data temperatura. Inoltre se vi è un dislivello tra il livello della acqua esternamente ed internamente al raccoglitore, si dovrà sottrarre alla pressione esterna anche la pressione idrostatica.

 

32) Come si calcola la pressione idrostatica:

Si osserva che 1 Torr è pari alla pressione esercitata da una colonna di mercurio Hg alta 1mm e la cui densità è 13,6 g/cm3. Si effettua la proporzione con la acqua la cui densità è 1gr/mm3 e si ottiene a quanti Torr corrisponde un dislivello della acqua pari ad esempio ad 1 cm .

 

33) Enunciare la legge delle combinazioni in volume di Gay Lussac :

Quando sostanze gassose reagiscono o si formano in una reazione, i loro volumi, misurati nelle stesse condizioni di temperatura e pressione, stanno tra di loro nel rapporto di numeri interi e piccoli.

 

34) Aspetti della teoria cinetica dei gas :

La teoria si sviluppa a partire dalle seguenti 4 ipotesi :

a) la pressione è dovuta alle collisioni delle molecole con le pareti del contenitore.

b) le collisioni sono elastiche.

c) non ci sono forze intermolecolari.

d) L´energia cinetica media è proporzionale alla temperatura assoluta.

Elaborando queste ipotesi e sulla base di considerazioni cinematiche si ricava teoricamente l´equazione di stato dei gas perfetti alla quale si era invece giunti per via sperimentale. Un ulteriore risultato è che pur non esistendo una velocità costante per le particelle del gas, in quanto la velocità cambia in continuazione per via degli urti, esiste una velocità che è quella posseduta in un dato istante dal maggior numero di particelle e detta velocità di moda.

 

35) Definire il fenomeno della effusione :

È il passaggio d´un gas attraverso un foro in condizioni in cui il fenomeno non è influenzato da urti tra molecole di gas.

 

36) Enunciare la legge di Graham sulle velocità dei gas :

Le velocità alle quali gas differenti diffondono sono inversamente proporzionali alle radici quadrate dei rispettivi pesi molecolari.                                                       

Questa legge è un risultato della teoria cinetica dei gas.

 

37) Quanto vale il peso molecolare medio PM di una miscela di C6He C2H6 :

È il peso molecolare medio che si calcola quale sommatoria dei prodotti delle frazioni molari per il corrispondente PM.

PM MISCELA = cC6H6 * PM C6H6  +   cC2H6 * PM C2H6

 

38) Che relazione c´è tra il numero di moli di una miscela ed il n° di moli dei suoi componenti:

Il n° di moli della miscela è la somma del n° di moli dei componenti.