4_leggi Dei Gas Ideali

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Esercitazioni del Corso di CHIMICA Prof. Francesco Geobaldo a.a. 2012/2013 esercitazioni CHIMICA a.a. 2012/2013 Elisa Bertone [email protected] Tel: 011 090 4689

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Esercitazioni del Corso di CHIMICA

Prof Francesco Geobaldo

aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Elisa Bertone

elisabertonepolitoit

Tel 011 ndash 090 4689

Programma aa 20122013

bull Nomenclatura inorganica

bull Mole grammoatomo peso molecolare

bull Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche

bull Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento

bull Leggi dei gas ideali

bull Proprietagrave colligative delle soluzioni

bull Equilibri chimici omogenei ed eterogenei

bull Entalpia di reazione (Legge di Hess)

bull pH ed equilibri in soluzione acquosa

bull Equazione di Nernst relativa ad un elettrodo o ad una cella

bull Leggi di Faraday

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Leggi dei gas ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge dei gas perfetti

P middot V = n middotR middot T

GAS IDEALE 1 Quando non esistono forze di alcun tipo tra le molecole del gas

2 Quando il volume occupato dalle molecole egrave trascurabile

3 Urti perfettamente elastici

Basse P e alte T

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

P middot V = n middotR middot T

P (pressione) 1 atm (atmosfere) = 101325 Pa (Pascal) = 760 mmHg = 760 Torr 1 bar = 100000 Pa

V (Volume) 1 l (litro) = 1 dm3 = 1000 cm3

(1000 l = 1 m3 1 ml = 1 cm3)

n (Numero di moli)

T (Temperatura) 27315 K (gradi Kelvin) = 0 degC (gradi centigradi o Celsius)

R (Costante dei gas perfetti) 0082 l middot atm mol middot K 8314 J mol K 1987 cal mol K

Legge dei gas perfetti

NB R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande alla pressione P

costante di 1 atmosfera in seguito allaumento di temperatura pari a 1 kelvin

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il gas ideale

LEGGE DI VAN DER WAALS

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Programma aa 20122013

bull Nomenclatura inorganica

bull Mole grammoatomo peso molecolare

bull Relazioni ponderali nelle reazioni chimiche

bull Reazioni di ossido-riduzione e loro bilanciamento

bull Leggi dei gas ideali

bull Proprietagrave colligative delle soluzioni

bull Equilibri chimici omogenei ed eterogenei

bull Entalpia di reazione (Legge di Hess)

bull pH ed equilibri in soluzione acquosa

bull Equazione di Nernst relativa ad un elettrodo o ad una cella

bull Leggi di Faraday

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Leggi dei gas ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge dei gas perfetti

P middot V = n middotR middot T

GAS IDEALE 1 Quando non esistono forze di alcun tipo tra le molecole del gas

2 Quando il volume occupato dalle molecole egrave trascurabile

3 Urti perfettamente elastici

Basse P e alte T

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

P middot V = n middotR middot T

P (pressione) 1 atm (atmosfere) = 101325 Pa (Pascal) = 760 mmHg = 760 Torr 1 bar = 100000 Pa

V (Volume) 1 l (litro) = 1 dm3 = 1000 cm3

(1000 l = 1 m3 1 ml = 1 cm3)

n (Numero di moli)

T (Temperatura) 27315 K (gradi Kelvin) = 0 degC (gradi centigradi o Celsius)

R (Costante dei gas perfetti) 0082 l middot atm mol middot K 8314 J mol K 1987 cal mol K

Legge dei gas perfetti

NB R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande alla pressione P

costante di 1 atmosfera in seguito allaumento di temperatura pari a 1 kelvin

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il gas ideale

LEGGE DI VAN DER WAALS

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 3: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Leggi dei gas ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge dei gas perfetti

P middot V = n middotR middot T

GAS IDEALE 1 Quando non esistono forze di alcun tipo tra le molecole del gas

2 Quando il volume occupato dalle molecole egrave trascurabile

3 Urti perfettamente elastici

Basse P e alte T

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

P middot V = n middotR middot T

P (pressione) 1 atm (atmosfere) = 101325 Pa (Pascal) = 760 mmHg = 760 Torr 1 bar = 100000 Pa

V (Volume) 1 l (litro) = 1 dm3 = 1000 cm3

(1000 l = 1 m3 1 ml = 1 cm3)

n (Numero di moli)

T (Temperatura) 27315 K (gradi Kelvin) = 0 degC (gradi centigradi o Celsius)

R (Costante dei gas perfetti) 0082 l middot atm mol middot K 8314 J mol K 1987 cal mol K

Legge dei gas perfetti

NB R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande alla pressione P

costante di 1 atmosfera in seguito allaumento di temperatura pari a 1 kelvin

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il gas ideale

LEGGE DI VAN DER WAALS

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Legge dei gas perfetti

P middot V = n middotR middot T

GAS IDEALE 1 Quando non esistono forze di alcun tipo tra le molecole del gas

2 Quando il volume occupato dalle molecole egrave trascurabile

3 Urti perfettamente elastici

Basse P e alte T

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

P middot V = n middotR middot T

P (pressione) 1 atm (atmosfere) = 101325 Pa (Pascal) = 760 mmHg = 760 Torr 1 bar = 100000 Pa

V (Volume) 1 l (litro) = 1 dm3 = 1000 cm3

(1000 l = 1 m3 1 ml = 1 cm3)

n (Numero di moli)

T (Temperatura) 27315 K (gradi Kelvin) = 0 degC (gradi centigradi o Celsius)

R (Costante dei gas perfetti) 0082 l middot atm mol middot K 8314 J mol K 1987 cal mol K

Legge dei gas perfetti

NB R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande alla pressione P

costante di 1 atmosfera in seguito allaumento di temperatura pari a 1 kelvin

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Il gas ideale

LEGGE DI VAN DER WAALS

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

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Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

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Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

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In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

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Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

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Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

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MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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P middot V = n middotR middot T

P (pressione) 1 atm (atmosfere) = 101325 Pa (Pascal) = 760 mmHg = 760 Torr 1 bar = 100000 Pa

V (Volume) 1 l (litro) = 1 dm3 = 1000 cm3

(1000 l = 1 m3 1 ml = 1 cm3)

n (Numero di moli)

T (Temperatura) 27315 K (gradi Kelvin) = 0 degC (gradi centigradi o Celsius)

R (Costante dei gas perfetti) 0082 l middot atm mol middot K 8314 J mol K 1987 cal mol K

Legge dei gas perfetti

NB R rappresenta il lavoro che 1 mole di gas compie quando si espande alla pressione P

costante di 1 atmosfera in seguito allaumento di temperatura pari a 1 kelvin

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il gas ideale

LEGGE DI VAN DER WAALS

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 6: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Il gas ideale

LEGGE DI VAN DER WAALS

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Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

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Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

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Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

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bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

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Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

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Esempio 1

molto

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Esempio I

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Esempio II

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Esempio II

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Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

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Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

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MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 7: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Legge di Van der Waals Il comportamento di gas reali si avvicina entro il 5 (in media) alle condizioni di idealitagrave Le deviazioni osservate sono dovute alle forme di interazione complessa tra le molecole costituenti il gas Nel 1873 Johannes Van der Waals postula due motivi principali per le deviazioni dallidealitagrave

1 La presenza di un volume proprio occupato dalle molecole del gas che rende minore il volume molare effettivo disponibile alla loro diffusione con una correzione -b rispetto al valore Vm soprattutto ad alte pressioni

Vm Vm -b

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 8: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Van der Waals 2 La presenza di forze di attrazione molecolari che rendono minore la pressione (forza esercitata per unitagrave di superficie dalle molecole del gas) in modo inversamente proporzionale al volume molare

V2m

a pp-

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Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Legge di Van der Waals

Coefficienti di van der Waals per alcuni gas

He Ne H2 Ar O2 CO

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Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 10: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Con massa e peso molecolare

Con la densitagrave del gas

Altri modi per esprimere la legge

dei gas perfetti

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Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

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Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Standard Temperature and Pressure (STP) 0degC (27315 K) ed 1atm bull Volume molare volume di una mole di gas perfetto in condizioni standard

n =1 T = 27315 K P = 1 atm Vm = 22414 litri

Legge di Avogadro

Moli di gas diversi

in condizioni standard

occupano lo stesso volume

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Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

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Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

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In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Legge di Avogadro

Volumi uguali hanno lo stesso numero di molecole ma pesi diversi

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 13: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Quando si ha piugrave di un gas bisogna esprimerne la concentrazione

bull FRAZIONE MOLARE

χi (frazione molare del componente i-esimo) = ni ntot ni moli del componente i ntot moli totali

0 lt χi lt 1 χ1 + χ2 + χ3 + helliphellip = 1 bull dalla legge dei gas perfetti si ricava che n e V sono proporzionali (n α V)

χi = ni ntot = Vi Vtot χi x 100 = in moli in volume

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

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In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

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Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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bull Pressione parziale (pi) del singolo componente e pressione totale della miscela

PTOT = P1 + P2 + P3 + hellip Pi = χi middot PTOT (Legge di Dalton)

Miscele di gas

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

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MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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bull Peso molecolare medio della miscela ____ PM = χ1 middot PM1 + χ2 middot PM2 + χ3 middot PM3 + hellip

Miscele di gas

bull Densitagrave media della miscela ___ d = P middot PM R middot T

(P V = n R T P R T = m PM V P PM RT = m V ) bull Densitagrave relativa del componente 1 rispetto al componente 2

d 12 = m (g)1 m (g)2 = PM1 PM2

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Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

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Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

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Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

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Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

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Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Esempio 1

377 g di un composto occupano un volume di 1218 l alla pressione di 725 mmHg ed alla temperatura di 65 degC Determinare la massa molecolare e la formula molecolare del composto sapendo che la composizione elementare egrave

C 1460 H 236 ed Cl 8348

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Esempio 1

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Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

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Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

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Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

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Esempio 1

molto

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Esempio I

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Esempio II

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Esempio II

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Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

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Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

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Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

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In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

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Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

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MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Esempio 1

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Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

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Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

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Esempio III

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Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

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Esempio 1

molto

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Esempio I

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Esempio II

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Esempio II

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Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

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10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

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MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

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Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

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Esempio II

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 19: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Esempio II

Qual egrave la quantitagrave iniziale in grammi di zolfo se dopo la sua ossidazione si ottengono 76 litri di anidride solforosa (a 25 degC e 760 mmHg)

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Esempio II

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Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

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Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 20: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Esempio II

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Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 21: 4_leggi Dei Gas Ideali

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 22: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Esempio III Zinco e acido cloridrico reagiscono producendo idrogeno

Calcolare il volume di idrogeno misurato a 28 degC ed a 602 105 Pa ottenuto dalla reazione tra 1544 g di Zn con un eccesso di HCl (durante la reazione si forma anche cloruro di zinco)

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio III

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

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Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 23: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Esempio III

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Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

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Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 24: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

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Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 25: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Cambiano le condizioni da una situazione iniziale (i) a quella finale (f)

ma una variabile (TVP) rimane costante

Situazioni iniziale diversa da quella finale

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 26: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio 1

molto

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 27: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio I

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 28: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 29: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esempio II

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 30: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Esercizio 1

200 ml di azoto sono ad una pressione di 755 mmHg Calcolare il

volume che si ottiene se la pressione sale a 3 atm e la

temperatura rimane costante

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 31: 4_leggi Dei Gas Ideali

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Esercizio 1

Un solo gas Legge di Boyle (T costante) Pi Vi = Pf Vf

DATI Ti = Tf = costante ni = nf = costante Vi = 200 ml = 02 l Pi = 755 mmHg = 099 atm (760 mmHg 1 atm = 755 mmHg x) CALCOLO 099 atm 02 l = 3 atm x x = 0066 l = 66 10 -2 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 32: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Un composto chimico egrave costituito dal 875 in peso di azoto e dal

125 in peso di idrogeno Sapendo che 8 g di tale composto alla temperatura di 120 degC ed alla pressione di 722 mmHg occupano un volume pari a 848 l determinare la formula minima e la formula molecolare

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 33: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Formula minima In 100 g 875 g azoto e 125 g idrogeno Moli N = 875 g 140 gmol = 625 mol Moli H = 125 g 10 gmol = 125 mol N625H125 NH2

Formula molecolare n=PVRT=[095 (atm) 848 (l)] [00821 (l middot atm mol middot K) 393 K ] = 025 mol PM= m(g)n = 8 g 025 = 32 gmol NH2 (16) N2H4 (32)

Esercizio 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 34: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

In un recipiente indeformabile del volume di 50 l in cui egrave stato fatto inizialmente il vuoto vengono introdotti 54 Kg di carbonato di calcio e 441 Kg di acido fosforico

Una volta chiuso il recipiente avviene la seguente reazione CaCO3 + H3PO4 Ca3(PO4)2 + H2O + CO2 (g)

Calcolare la pressione esercitata dalla CO2 a 33 degC assumendo che il volume occupato dalle specie non gassose sia pari a 35 l

Esercizio 3

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 35: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Esercizio 3 1 gas = CO2 T = 306 K V = 465 l MM CaCO3 = 1001 gmol MM H3PO4 = 98 gmol PV = nRT per calcolare P mi serve n (che ricavo dallrsquoequazione bilanciata) 3 CaCO3 + 2 H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3 H2O + 3 CO2 (g)

Moli CaCO3 = 54001001 = 539 moli Moli H3PO4 = 441098 = 450 moli Calcolo le moli di acido e di carbonato e deduco quale dei due egrave in condizioni limitanti 539 moli di carbonato 3= 1797 moli di CaCO3 45 moli di acido 2= 225 moli di H3PO4 Il reagente limitante egrave dunque il carbonato Considerando i coefficienti stechiometrici si formeranno dunque 1797 mol 3= 5391 moli di CO2 Calcolo infine la pressione esercitata dalla CO2 P = nRTV = 5391 00821 306 465 = 291 atm

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 36: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Il recipiente A dal volume di 8 l contiene azoto alla pressione di 06 atm Un secondo Contenitore (B) da volume di 12 l contiene ossigeno alla pressione di 11 atm Calcolare la composizione percentuale in volume (o in moli) della miscela gassosa ottenuta mettendo in comunicazione i due recipienti (a temperatura costante)

A

B

A

B

Azoto V = 8 l P = 06 atm

Ossigeno V = 12 l P = 11 atm

Azoto + Ossigeno V = 20 l

Esercizio 4

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 37: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Si calcola la pressione parziale di ciascun gas nel volume finale (cioegrave la pressione che eserciterebbero i gas singolarmente nel volume finale di 20 l N2) Vi = 8 l Vf = 20 l Pi = 06 atm Pf = 8 l 06 atm = 20 l x x = 024 atm (pN2) O2) Vi = 12 l Vf = 20 l Pi = 11 atm Pf = 12 l 11 atm = 20 l x x = 066 atm (pO2) Ptot = pN2 + pO2 = 024 + 066 = 09 atm χN2 = 02409 = 027 χO2 = 06609 = 073 (027 + 073 = 1) N2) V = moli = 27 O2) V = moli = 73

A

B

A

B

Azoto

V = 8 l

P = 06 atm

Ossigeno

V = 12 l

P = 11 atm Azoto +

Ossigeno

V = 20 l

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

Page 38: 4_leggi Dei Gas Ideali

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

10 g di solfato di Mn (II) reagiscono con 15 g di nitrato di potassio in presenza di carbonato di sodio Si formano manganato di sodio nitrito di potassio solfato di sodio e anidride carbonica Calcolare il volume di anidride carbonica sviluppata a 08 atm e 300 K

Esercizio 5

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

MnSO4 + KNO3 + Na2CO3 Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2

Esercizio 5

Ho la quantitagrave di due reagenti reagente limitante MnSO4 + 2 KNO3 + 2 Na2CO3 Na2MnO4 + 2 KNO2 + Na2SO4 + 2 CO2

+2 +6 +5 +3

Δn (Mn) = 4 uarr = 2 (coeff st KNO3) Δn (N) = 2 darr = 1 (coeff st MnSO4)

MM (MnSO4) = 151 gmole MM (KNO3) = 101 gmole Moli (MnSO4) = 10 g 151 gmole = 0066 moli Moli (KNO3) =15 g101 gmole = 0148 moli MnSO4 KNO3 = 1 2

esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g

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esercitazioni CHIMICA aa 20122013

Calcolo moli del prodotto dalle moli del reagente limitante

0066 2 = 0132 lt 0148 MnSO4 egrave il reagente limitante Oppure 01482 = 0074 gt 0066 KNO3 egrave il reagente in eccesso

1 mole MnSO4 2 moli di CO2

Moli (CO2) = 00662 = 0132 moli V = n R T P = 0132 (moli) 00821 (l atm mol K) 300 (K) 08 (atm) = 406 l

Quanti grammi di KNO3 non reagito rimangono

0074-0066 = 0008 moli di KNO3 non reagite 2 (coefficiente stechiometrico di KNO3) =0016 moli 0016 moli 1011 gmole = 162 g