Esercizio sul Lavoro di Espansione di una Reazione

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

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Calcolare il lavoro di espansione che accompagna la reazione di 7,25g di Zn con la quantità stechiometrica di H2SO4, alla temperatura di 25°C ed alla pressione atmosferica, secondo l'equazione:


Zn(solido) + H2SO4 (soluz.) ---> H2(g) + ZnSO4(soluz.)


Si può trascurare il volume dello Zn e delle sostanze in soluzione.





La parte "pratica" dell'esercizio mi risulta piuttosto semplice, nel senso che applicando le formule riesco a risolverlo (alla fine il lavoro è uguale a 275 joule).


Le domande - forse ingenue ma necessarie per fugare ogni dubbio - che mi pongo sono:


1) Applicando la formula del lavoro di espansione L = P (V2 - V1), come faccio a capire che uno dei due volumi non va considerato? So che la risposta è correlata alla richiesta dell'esercizio di trascurare il volume dello Zn e delle sostanze in soluzione, ma nella pratica che significa? Forse che il volume iniziale dei reagenti è trascurabile, mentre quello che si ha dopo che è avvenuta la reazione è rilevante ai fini dei calcoli?


2) Quando applico la formula V=nRT/p che mi serve per risolvere l'esercizio, mi sto calcolando il volume di che cosa? Se l'esercizio mi chiede di trascurare il volume di Zn e delle sostanze in soluzione, perché poi devo inserire il numero di moli di Zn nella formula?

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

Quando si fa un esercizio non si deve (o meglio non si dovrebbe) usare le formule che si conosce a caso o comunque con una logica non ben costruita.
In ogni esercizio ci si deve chiedere come sono correlati domanda e dati.
Il gas espandendosi compie lavoro, ed H2 essendo l'unico gas è l'unico che compie lavoro, gli altri invece non modificano il volume del sistema (se non lo zinco che si consuma, ma come ti dice saggiamente il problema può essere trascurato, in più le soluzioni non cambiano volume quando gli ioni si consumano, se non a livello infinitesimale).


V1 non viene considerato perché uguale a zero, dato che gas all'inizio non ce n'è.
Le moli di Zn che reagiscono sono le stesse di H2 formatosi per questo calcolando le prime trovi le seconde e utilizzando quelle moli in V=nRT/p trovi il volume del gas.

[Utente dell'ex MyttexAnswers]

Grazie, davvero!

[Rosa]

Mi scuso se intervengo in un vecchio post, volevo sapere se possibile- come calcolare le moli di H2SO4 e ZnSO4?
Grazie mille

[LuiCap]

Zn(s) + H2SO4(aq) H2(g) + ZnSO4(aq)

n Zn(s) = 7,25 g / 65,39 g/mol = 0,111 mol

Le moli di H2SO4 sono uguali alle moli di Zn perché il rapporto molare fra i due reagenti è di 1:1.