D2-1 Una certa quantità di idrogeno viene posta in una camera di platino a volume costante. Quando la camera viene immersa in un bagno di ghiaccio che sta fondendo, la pressione assoluta del gas è di 1000 mm di mercurio. (a) Qual è la temperatura in gradi centigradi quando il manometro segna esattamente 100 mm di Hg? (b)A che pressione si arriverà quando la camera sarà portata a 100°C? P gas1 = 1000 mm Hg P gas2 = 100 mm Hg T gas1 = 273 K t=-246 °C b) a) T ga2 = ? P gas1 = 1000 mm Hg T gas1 = 273 K T ga2 = 273 + 100 = 373 K P gas2 = ?
Transcript
D2-1
Una certa quantità di idrogeno viene posta in una camera di platino a volume costante. Quando la camera viene immersa in un bagno di ghiaccio che sta fondendo, la pressione assoluta del gas è di 1000 mm di mercurio. (a) Qual è la temperatura in gradi centigradi quando il manometro segna esattamente 100 mm di Hg? (b)A che pressione si arriverà quando la camera sarà portata a 100°C?
Pgas1 = 1000 mm Hg Pgas2 = 100 mm Hg
Tgas1 = 273 K
t=-246 °C
b)
a)
Tga2 = ?
Pgas1 = 1000 mm Hg
Tgas1 = 273 K Tga2 = 273 + 100 = 373 K
Pgas2 = ?
Se la densità assoluta di un gas a 30°C e a 768 mm di Hg è pari a 1.253 g/l, trovare la sua densità assoluta nelle condizioni normali.
D2-3
T1 = 303 K P1 = 768 mm Hg d1 = 1,253 g/l
T2 = 273 K P2 = 760 mm Hg
Un volume di 95 ml di ossido d'azoto a 27°C viene raccolto su mercurio, in una provetta graduata; il livello del mercurio all'interno del tubo è maggiore di 60 mm rispetto al livello del mercurio all'esterno, quando il barometro indica 750 mm, (a) Calcolare il volume della stessa massa di gas nelle condizioni normali. (b) Che volume occuperà la stessa massa di gas a 40°C, quando la pressione barometrica è di 745 mm e il livello del mercurio all'interno del tubo è di 25 mm più basso del livello esterno?
D2-4
V = 95 ml T = 300 K Pest = 750 mm Hg
Pgas = Pest - 60 mm Hg
a) Volume della stessa massa di gas in condizioni normali:
T2 = 273 K P2 = 760 mm Hg T1 = 300 K P1 = 690 mm Hg
P1V1 = n1RT1 P2V2 = n2RT2
n1 =n2
750 mm
60 mm
b) Volume alle condizioni di 40 °C, 745 mm Hg e livello mercurio a 25 mm più basso dell’ esterno.
T1 = 273 K P1 = 760 mm Hg T2 = 273 + 40 = 313 K P2 = 745 + 25 = 770 mm Hg
750 mm 25 mm
Un recipiente di 250 ml contiene cripto a 500 mm di Hg. Un recipiente di 450 ml contiene elio a 950 mm. Vengono mescolati i contenuti dei due recipienti, aprendo un rubinetto che li collega. Supponendo che tutte le operazioni vengano eseguite a temperatura costante e uniforme, calcolare la pressione finale totale e il percento in volume di ogni gas nella miscela risultate. Trascurare il volume del rubinetto.
D2-6
Se si apre il rubinetto si ha un unico recipiente di 250+450=700 ml
Come sono dei gas ideali si comportano in modo indipendente in tutto il volume PHeT VHeT = PHe VHe
He 450 ml 950 mm
Kr 250 ml 500 mm
Per calcolare il percento in volume, sappiamo che il rapporto dei volumi sono gli stessi rapporti delle pressioni in condizione di temperatura uguale. Quindi:
PT = PHeT + PKrT =610.7 +178.6 = 789.3 mm Hg
La tensione di vapore dell'acqua è, a 80°C, di 355 mm di Hg. Un recipiente di 100 ml contiene ossigeno saturo d'acqua a 80°C, la pressione totale del gas essendo di 760 mm di Hg. Il contenuto del recipiente viene pompato dentro un altro recipiente di 50 ml alla stessa temperatura. Quali saranno le pressioni parziali dell'ossigeno e del vapor d'acqua e la pressione totale, nello stato finale dell'equilibrio? Trascurate il volume dell'acqua di condensazione.
D2-7
TVH2O = 355 mmHg a 80 °C
PT = PO2 + PH2O = 760 mm Hg
PO2 = 760 - 355 = 405 mm Hg
P1 V1 = P2 V2
P1 = 405 mm Hg V1 = 100 ml V2 = 50 mm Hg P2 = ?
La pressione del vapore acqueo non cambia:
PT = 810 + 355 = 1165 mm Hg
Quanti grammi di KClO3 sono necessari per preparare 18 litri di ossigeno raccolti su acqua a 22°C e 760 mm di Hg? La tensione di vapore dell'acqua, a 22°C, è 19.8 mm di Hg.
Un campione di 0.712 g di carburo di calcio, CaC2 commerciale, reagendo con l'acqua libera 195 ml di acetilene, C2H2. Il volume del gas viene misurato su acqua a 15°C e a 748 mm Hg. La tensione di vapore dell'acqua a 15°C è di 13 mm. CaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + C2H2 Determinare:(a) il volume dell'acetilene in condizioni normali; (b)la massa di CaC2 puro necessario per ottenere questo volume; (c)la percentuale in massa di CaC2 nel campione commerciale.
D2-12
CaC2 + 2 H2O Ca(OH)2 + C2H2 0,712 g 195 ml
a) Volume acetilene in condizioni normali:
PC2H2 = 748 – 13 = 735 mm
P2 = 735 mm V2 = 195 ml T2 = 373+15 = 288 K P1 = 760 mm T1 = 273 K
Peso di CaC2
Moli di CaC2 = moli di C2H2 = 179 / (22.4 · 1000) = 0.00799 = 0.08 moli
g CaC2 = moli · Pm = 0.008(12·2+40) = 0.512 g
c) Peso del campione di CaC2 commerciale. Come il peso totale non è 0.712 g ci sono delle impurezze
Un campione di 100 g di zinco puro al 95% è trattato con acido cloridrico. Che volume di idrogeno si produce: (a) in condizione normali, (b) a 30°C e 768 mm Hg?
D2-14
Pa Zn = 65,4
moli Zn = moli di H2
moli Zn = 95 / 65,4 = 1,45 moli
moli H2 = V(lt) / 22.4 l V= moli · 22,4 = 32,48 l
b) T1 = 273 K
P1 = 760 mm Hg
V1 = 32,48
Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2
T2 = 30 + 273 = 303 K
P2 = 768 mm Hg
V2 = ?
Un gas ideale alla pressione di 650 mm occupava un pallone di volume sconosciuto. Una certa quantità di gas, spillata dal pallone, occupava un volume di 1.52 cm3 alla pressione di 1 atm. La pressione del gas rimasto nel pallone era di 600 mm. Supponendo che tutte le misure siano state eseguite alla stessa temperatura, si calcoli il volume del pallone.
D2-15
Pi = 650 mm Hg Vgas = 1,52 cm3 Pgas = 760 mm Hg
Pf = 600 mm Hg
Pressione del gas spillato = Pi – Pf = 650 – 600 = 50 mm Hg
Quindi abbiamo :
P1 V1 = P2 V2
Condizioni iniziali del gas:
P2 = 50 mm Hg V2 = ?
Condizioni finali del gas:
P1 = 760 mm Hg V1 = 1,52 cm3
Un campione di azoto gassoso viene fatto gorgogliare attraverso acqua liquida a 25°C e raccolto quindi in un recipiente di 750 cm3 di volume. La pressione totale del gas, saturo di vapore di acqua, è di 740 mm a 25°C. La pressione del vapore di acqua a questa temperature è di 24 mm. Quante moli di azoto vi sono nel campione?
D2-16
Se 2.96 g di cloruro mercurico vengono vaporizzati in un pallone da 1.00 litri a 680K, la pressione risultante è di 458 mm. Qual è il peso molecolare e la formula molecolare del vapore di cloruro mercurico?
D2-17
2,96 g di composto
V = 1,00 l T = 680 K P = 458 mm Hg
PV = nRT PV = ( g/PM ) RT
Pa Cl = 35,5 Pa Hg = 200,6
Formula possibile
2·35,5+ 200,6 = 271,6 Formula HgCl2
L'etilene gassoso, C2H4, reagisce con l'idrogeno gassoso in presenza di un catalizzatore a base di platino per formare l'etano, C2H6, secondo
C2H4(g) + H2(g) = C2H6(g) Una miscela di C2H4 e H2 che conteneva più C2H4 aveva un a pressione di 52 mm in un volume sconosciuto. Dopo che il gas venne fatto passare su di un catalizzatore a base di platino, la sua pressione era di 34 mm per lo stesso volume e la stessa temperatura. Quale frazione delle molecole della miscela originaria era costituita da etilene?
D2-18
D2-19 Una miscela di metano, CH4, e acetilene, C2H2, occupava un certo volume a una pressione totale di 63 mm. In campione venne bruciato a CO2 e H2O, e il solo CO2 fu raccolto trovando che la sua pressione era di 96 mm allo stesso volume e alla stessa temperatura della miscela originaria. Quale frazione del gas era metano?
La reazione: 2 CH4 + 2 C2H2 + 9 O2 6 CO2 + 6 H2O
Valutiamo il rapporto delle moli
moli CO2 = moli C = moli CH4 + 2 moli C2H2
PCO2 = PCH4 + 2 PC2H2 = 96 mm
2) PCO2 = PCH4 + 2 PC2H2 = 96 mm
1) PT = PCH4 + PC2H2 = 63 mm
Abbiamo un sistema di due incognite con due equazioni, risolvendo:
PC2H2 = 63 mmm - PCH4 Sostituita nella 2)
PCH4 + 2 (63 mm - PCH4) = 96 mm
PCH4 + 2 · 63 mm - 2 · PCH4 = 96 mm
PCH4 = 2 · 63 mm - 96 mm = 30 mm
PC2H2 = 63 – 30 = 33 mm
Il rapporto delle moli è lo stesso del rapporto delle pressioni :
Se sono nelle stesse condizioni dei temperatura e volume:
