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Raccolta di gas sull’acqua. Esercizi svolti e commentati

Collezionare gas che non sono solubili o poco solubili in acqua, come l’ossigeno o l’idrogeno, può essere realizzato posizionando un’apposita attrezzatura sopra di essa. Ad esempio, dalla reazione tra zinco e acido cloridrico si produce idrogeno gassoso secondo l’equazione:

Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)

Per raccogliere l’idrogeno, si utilizza beuta con tappo forato in cui avviene la reazione, e il gas viene convogliato tramite un tubicino in un recipiente con acqua. Un provettone riempito d’acqua è capovolto nell’acqua e il gas viene fatto passare attraverso di esso.

La pressione parziale gas, che dipende dalla temperatura, può essere calcolata sottraendo la pressione del vapore acqueo pressione totale. La formula da utilizzare è: p_gas = p_totale – p_vapore_acqueo.

Esercizi

Calcolo massa di O2 a 23.0°C:


Con una pressione atmosferica di 762 mmHg e pressione di vapore dell’acqua a 23.0°C pari a 21.1 mm Hg, la pressione dell’ossigeno sarà di 740.9 mmHg. Convertendo in atmosfere, otteniamo p = 0.975 atm. Applicando l’equazione di stato dei gas, si calcola una massa di O2 pari a 0.248 g.

Calcolo delle moli di CO2 a 25.0 °C:


Con una pressione di 1.00 atm e pressione di vapore dell’acqua a 25.0°C di 23.8 torr, si ottiene una pressione di CO2 di 0.969 atm. Risolvendo l’equazione di stato dei gas, si calcola che le moli di CO2 raccolte sull’acqua sono 0.00110.

Calcolo del volume di idrogeno a STP:


Raccolti 2.58 L di idrogeno alla temperatura di 20 °C e pressione di 98.60 kPa con pressione di vapore dell’acqua a 20°C di 17.54 mm Hg, si calcola che il volume occupato a STP è di 2.28 L.

Calcolo del volume di idrogeno a 25.0°C:


In un’esperimento in cui 1.00 g di magnesio reagiscono con una soluzione di acido cloridrico 0.123 M a 25.0°C, si calcola il volume di idrogeno raccolto sull’acqua alla pressione di 755 mm Hg. considerazioni sul reagente limitante e l’equazione di stato dei gas, si conclude che il volume di idrogeno è di 0.156 L.

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