Esercizi sui gas nelle reazioni

Leggi e concetti fondamentali sui gas nelle reazioni chimiche

Nella risoluzione degli esercizi relativi ai gas nelle reazioni chimiche, è fondamentale avere padronanza delle leggi che regolano il comportamento dei gas e dei coefficienti stechiometrici coinvolti nelle reazioni. Durante la risoluzione di questi tipi di esercizi, può anche verificarsi la presenza di un reagente limitante, il che richiederà ulteriori calcoli per determinare i prodotti coinvolti.

# Principali leggi sui gas

Legge di Boyle

: Questa legge riguarda il comportamento dei gas a temperatura costante. Esprime la relazione inversa tra pressione e volume, ovvero p₁V₁ = p₂V₂.

Prima legge di Gay-Lussac

: Valida a pressione costante, questa legge stabilisce una relazione diretta tra volume e temperatura, V₁/T₁ = V₂/T₂.

Seconda legge di Gay-Lussac

: Questa legge è valida a volume costante e stabilisce una relazione tra pressione e temperatura, p₁/T₁ = p₂/T₂.

Equazione di stato dei gas

: Questa equazione mette in relazione pressione, volume, temperatura e numero di moli ed è espressa da pV = nRT, dove R rappresenta la costante dei gas.

Equazione combinata dei gas

: Questa equazione applica le leggi dei gas quando un gas passa da una certa pressione, volume e temperatura a un’altra pressione, volume e temperatura.

Oltre agli esercizi convenzionali sui gas, spesso vengono proposti problemi legati alle reazioni che coinvolgono la produzione di gas, richiedendo un maggiore livello di comprensione da parte dello studente.

# Esempi di esercizi su gas nelle reazioni

1) Calcolo dei grammi di clorato di potassio che si decompongono secondo la reazione bilanciata: KClO_3(s) → KCl_(s) + O_2(g), al fine di ottenere 638 mL di O₂ alla temperatura di 128 °C e alla pressione di 752 torr.

2) Calcolo della massa di fosfina che si forma nella reazione bilanciata: P_4(s) + 6 H_2(g) → 4 PH_3(g), considerando 37.5 g di fosforo reagiscono con 83.0 L di H₂ a STP.

3) Calcolo del volume di idrogeno gassoso raccolto sull’acqua a 18 °C e alla pressione di 725 mm Hg, ottenuto da 0.840 g di litio nella reazione bilanciata: Li_(s) + H₂O_(l) → LiOH_(aq) + H_2(g), tenendo conto che a 18 °C la pressione dell’acqua è di 15.48 mm Hg.

4) Determinare la massa di solfato di ammonio che deve reagire con un eccesso di idrossido di sodio, secondo la reazione bilanciata: (NH₄)₂SO₄ + 2 NaOH → 2 NH_3(g) + Na₂SO₄ + 2 H₂O, al fine di ottenere 2.00 L di NH₃ a STP.

Questi esercizi richiedono l’applicazione delle leggi e dei concetti sui gas, nonché la comprensione dei calcoli stechiometrici per risolverli con successo.