Leggi dei gas: concetti fondamentali della stechiometria chimica
Le leggi dei gas, come la legge di Boyle, la prima e la seconda legge di Gay-Lussac, l’equazione di stato dei gas e la legge di Avogadro, sono fondamentali per risolvere i problemi di stechiometria in chimica.
Indice Articolo
- Esercizio 1: calcolo del numero di molecole di azoto in un recipiente
- Esercizio 2: calcolo del volume occupato da un gas in condizioni standard
- Esercizio 3: calcolo del volume di gas in condizioni di pressione e temperatura costanti
- Esercizio 4: calcolo del numero di palloni di gas riempibili
- Esercizio 5: variazione di temperatura di un campione di argon
Esercizio 1: calcolo del numero di molecole di azoto in un recipiente
Per esempio, se dobbiamo calcolare il numero di molecole di azoto in un recipiente di 985 mL alla temperatura di 0 °C e alla pressione di 1.00 × 10-6 mm Hg, possiamo applicare l’equazione di stato dei gas. Dopo le opportune conversioni, il calcolo porta a un risultato di 3.49 × 1013 molecole di azoto.
Esercizio 2: calcolo del volume occupato da un gas in condizioni standard
Un’altra situazione comune è calcolare il volume occupato da un gas in condizioni standard. Ad esempio, se un campione di anidride solforosa occupa un volume di 652 mL alla temperatura di 40°C e alla pressione di 720 mm Hg, il volume occupato dal gas in condizioni standard è calcolato essere di 0.539 L.
Esercizio 3: calcolo del volume di gas in condizioni di pressione e temperatura costanti
In un altro scenario, se 2.45 moli di argon occupano un volume di 8.90 L, possiamo calcolare il volume occupato da 2.10 moli dello stesso gas nelle stesse condizioni di pressione e temperatura. Applicando l’equazione di stato dei gas ideali, si ottiene che il volume occupato è di 7.63 L.
Esercizio 4: calcolo del numero di palloni di gas riempibili
Infine, possiamo calcolare il numero di palloni di gas da 5.0 L che possono essere riempiti partendo da un contenitore di 20.0 L riempito con elio alla pressione di 150 atm e alla temperatura di 30°C. Applicando la legge combinata dei gas, si arriva al risultato di 288 palloni riempibili.
Esercizio 5: variazione di temperatura di un campione di argon
Un’altra applicazione pratica delle leggi dei gas è calcolare la variazione di temperatura di un campione di argon che passa da una pressione di 720 mm Hg e un volume di 1.00 L alla temperatura di 20°C, alla pressione di 360 mm Hg e un volume di 2.14 L. Il calcolo porta a una variazione di temperatura di 21.0°C.
In conclusione, comprendere e applicare le leggi dei gas è essenziale per risolvere i problemi di stechiometria chimica e comprendere il comportamento dei gas in diversi contesti.
