Dubbio su problema con moli
Calcolare la quantita di grammi di ` Cl2 che occupa in un volume di 682mL alla temperatura di 38,2 °C alla pressione di 435 Torr. Quale sarebbe la pressione del gas se contemporaneamente la temperatura triplicasse e il volume si dimezzasse? PM(Cl2 ) = 70,90 g/mol
T = 38.2 C => 311.2 K
V = 628mL => 0.628 L
P = 435 Torr => 0.57 atm
n(Cl2) = PV/RT = 0.015 mol
g(Cl2) = 0.015*70.9 = 1.07g
seconda parte del problema 
3T = 114.6 C => 387.6 K
V = 0.341 L
P = nRT/V = 1.42 atm;
il risultato è giusto solo non capisco perchè nella seconda parte del problema posso riutilizzare 0.015 moli di Cl2... se il volume dimezza e la temperatura triplica non cambia anche il numero di moli ?
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Un gas non possiede un volume proprio, pertanto esso coincide con il volume del recipiente in cui è contenuto.
Di conseguenza il sistema da considerare è necessariamente un sistema chiuso, ovvero un sistema che può scambiare con l'ambiente esterno solo energia, ma non materia.
Lo stato di una sostanza gassosa dipende da tre grandezze fisiche o variabili di stato: la pressione, il volume e la temperatura.
Quando una determinata quantità di sostanza allo stato gassoso in moli viene chiusa in un determinato recipiente con V, P e T note, il numero di moli si ricava dall'equazione generale di stato dei gas:
PV = nRT
n = P1V1/RT1 = 435/760 x 0,682 / 0,0821 x (38,2+273,15) = 0,0153 mol Cl2

Se a questo sistema chiuso viene fornita energia dall'esterno, le molecole di gas si muovono più velocemente provocando contemporaneamente un aumento della temperatura del gas e un aumento di pressione rispetto allo stato iniziale dovuto all'aumento del numero degli urti delle molecole sulle pareti del recipiente (legge di Gay-Lussac: trasformazione isocora a volume costante); avremo quindi uno stato intermedio a pressione P2:
P1/T1 = P2/T2
P2 = P1/T1 x T2 = [435/760 x ((3 x 38,2) + 273,15)] / (38,2 + 273,15) = 0,713 atm

Se, oltre a fornire energia, si comprime il gas dall'esterno riducendo il volume del recipiente avremo una diminuzione di pressione rispetto allo stato intermedio dovuto alla diminuzione della superficie del recipiente su cui agisce la forza degli urti delle molecole (legge di Boyle: trasformazione isoterma a temperatura costante); avremo quindi lo stato finale:
P2 x V1 = P3 x V2
P3 = P2 x V1 / V2 = 0,713 x 0,682 / (0,682/2) = 1,43 atm

Come vedi, si arriva allo stesso risultato di pressione finale senza che mai compaia la quantità di sostanza in moli nelle equazioni usate ;-)
Ciao
Luisa

Dal laboratorio se ne usciva ogni sera, e più acutamente a fine corso, con la sensazione di avere “imparato a fare una cosa”;
il che, la vita lo insegna, è diverso dall’avere “imparato una cosa”.
(Primo Levi)


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Fab996
Grazie Luisa :-D
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