Miscele di gas: equazioni relative, legge di Dalton, legge di Amagat

Miscele di gas: equazioni relative, legge di Dalton, legge di Amagat

Le miscele di gas omogenee sono costituite da diversi gas che possono essere considerati come un singolo gas, se non reagiscono tra loro. Un esempio è l’aria secca, che è composta da N2 al 78%, O2 al 21% e Argon all’1%. Il peso molecolare medio dell’aria secca è 28.96 g/mol, quindi può essere considerata come un singolo gas con peso molecolare di 28.97 g/mol. Per esprimere le proprietà delle miscele in termini di proprietà dei singoli costituenti ci si può avvalere di alcune equazioni.

Equazioni

La massa di una miscela m è data dalla somma delle masse dei singoli costituenti: m = Σ^k m. Il numero di moli della miscela N è dato dalla somma delle moli dei singoli costituenti: N = Σ^k N. La frazione in massa m di un componente è data dal rapporto tra la sua massa e la massa totale, mentre la frazione molare y è data dal rapporto tra le moli di un componente e le moli totali. La somma delle frazioni in massa o delle frazioni molari è uguale a 1.

Il peso molecolare apparente della miscela è calcolato come M = m/M = Σ NM/ N = Σ yM.

Un gas ideale è definito come un gas il cui comportamento è indipendente dalla presenza delle altre molecole. Esistono due leggi che consentono di correlare le varie grandezze per una miscela di gas.

Legge di Dalton

Secondo la legge di Dalton, la pressione di una miscela gassosa è la somma delle pressioni parziali che sarebbero esercitate se i singoli gas fossero presenti da soli nel volume della miscela.

Legge di Amagat

La legge di Amagat afferma che il volume occupato da una miscela gassosa è la somma dei volumi che ogni costituente occuperebbe alla stessa pressione e temperatura della miscela.

Combinando la legge di Dalton e la legge di Amagat si può scrivere la seguente relazione: p/p = V/V = N/N = y.

Le leggi di Dalton e Amagat sono equivalenti e consentono di ricavare alcune grandezze. Ad esempio, utilizzando i dati della pressione totale di una miscela contenente 2 moli del gas A e 10 moli di gas complessive, si può ottenere la pressione parziale del gas A.

La comprensione e l’applicazione di queste leggi sono cruciali per comprendere il comportamento delle miscele gassose e le loro proprietà.