Sistema internazionale di unità di misura (SI)

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1 Sistema internazionale di unità di misura (SI) Il Sistema internazionale di unità di misura è il più diffuso tra i sistemi di misura e in alcune nazioni è anche obbligatorio. Le unità di misura devono essere scritte per esteso e non indicate con il simbolo se inserite in un testo discorsivo; La mia casa si trova a un centinaio di m dalla scuola. La mia casa si trova a un centinaio di metri dalla scuola.

2 Sistema internazionale di unità di misura (SI) Il Sistema internazionale di unità di misura è il più diffuso tra i sistemi di misura e in alcune nazioni è anche obbligatorio. Le unità di misura devono essere scritte per esteso e non indicate con il simbolo se inserite in un testo discorsivo; la scrittura deve essere in carattere tondo minuscolo e si devono evitare segni grafici come accenti o segni diacritici. L intensità della corrente si misura in ampere L intensità della corrente si misura in ampère L intensità della corrente si misura in Ampere

3 Sistema internazionale di unità di misura (SI) I simboli non devono mai essere seguiti da un punto e devono essere indicati con l'iniziale minuscola, ad eccezione di quelli in cui l'unità di misura derivi dal nome di una persona; per il kilogrammo (o chilogrammo) si scrive kg e non kg. o Kg il simbolo SI della pressione, dedicato a Blaise Pascal è Pa (per esteso si scrive pascal) Il secondo è s e non sec il grammo g e non gr L'unica eccezione è permessa per il litro dove è accettabile sia la l che la L

4 Sistema internazionale di unità di misura (SI) I simboli non devono mai essere seguiti da un punto e devono essere indicati con l'iniziale minuscola, ad eccezione di quelli in cui l'unità di misura derivi dal nome di una persona; per il kilogrammo (o chilogrammo) si scrive kg e non kg. o Kg il simbolo SI della pressione, dedicato a Blaise Pascal è Pa (per esteso si scrive pascal) Il secondo è s e non sec il grammo g e non gr L'unica eccezione è permessa per il litro dove è accettabile sia la l che la L

5 Sistema internazionale di unità di misura (SI) I simboli devono seguire il valore numerico ed essere separati da esso con uno spazio. Il Monte Bianco è alto 4 810,45 m. Il Monte Bianco è alto 4 810,45m. Il Monte Bianco è alto m 4 810,45.

6 Sistema internazionale di unità di misura (SI) I simboli devono seguire il valore numerico ed essere separati da esso con uno spazio. Nelle unità di misura composte i simboli devono essere separati da uno spazio o da un punto a mezza altezza (ad es. il newton metro: N m oppure N m). In caso di divisione fra unità di misura si può usare la frazione / (o la barra orizzontale) o un esponente negativo: ad es. J/kg o J kg -1 o J kg -1. Si usano gli spazi per separare le cifre intere in gruppi di tre. Ad es e Si usa la virgola come separatore tra i numeri interi e quelli decimali. Si può usare il punto solo per i testi in lingua inglese.

7 Unità di misura fondamentali Tutte le unità di misura sono riconducibili a 7 unità di base e al sistema numerico decimale. Quantità fisica Simbolo della quantità fisica Nome dell unità SI Simbolo dell unità SI lunghezza l metro m massa m chilogrammo kg tempo t secondo s corrente elettrica I, i ampere A temperatura termodinamica T kelvin K quantità di sostanza n mole mol intensità luminosa L V candela cd Nota: Per la temperatura è accettato anche il grado celsius (non si dice grado centigrado) di simbolo C.

8 Alcune unità di misura derivate e prefissi Quantità fisica Simbolo quantità fisica Nome Simbolo Definizione forza F newton N kg m s -2 pressione p pascal Pa N m -2 energia E joule J N m potenza W watt W J s -1 carica elettrica potenziale elettrico Altre unità per la pressione q coulomb C A s v volt V J C -1 Nome Simbolo Definizione bar bar Pa atmosfera atm Pa torricelli Torr 1/760 atm millimetri di mercurio* mmhg 1/760 atm a 0 C Prefisso Simbolo yotta Y zetta Z exa E peta P tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 kilo o chilo k 10 2 etto h 10 1 deca da 10 1 deci d 10 2 centi c 10 3 milli m 10 6 micro µ 10 9 nano n pico p femto f atto a zepto z yocto y *Nota: Solo a 0 C il torricelli coincide con i millimetri di mercurio anche se spesso si confondono.

9 Kelvin celsius - fahrenheit 373,15 L acqua bolle (1 atm) K C F ~ 310 Temperatura del sangue ~ ~ 298,15 Temperatura ambiente ,15 L acqua congela (1 atm) 0 32 ~ Soluzione salina satura congela (temperatura minima congelatori) Zero assoluto ~ ,15 kelvin celsius C = K 273,15 fahrenheit celsius C = ( F 32) / 1,8 celsius fahrenheit F = C 1, Oppure F = ( C + 40) 1,8 40 e C = ( F + 40)/1, ,67 Nota: Lo scostamento di 1 grado fahrenheit è 1,8 volte più piccolo di 1 grado celsius. Questo fatto, unitamente alla considerazione che spesso la temperatura al suolo resta compresa tra 0 F e 100 F, fa sì che le misure di temperatura fornite dai bollettini meteorologici in fahrenheit siano più precise e prive di segno algebrico.

10 Quanti cc di liquido sono contenuti in una comune lattina? Quanti cl? Quanti ml? Quanti dl? Quanti l? 330 cc 33? 33 cl 330 ml 3,3 dl 0,33 L

11 Volumi e pesi dell acqua a 4 C e 1 atm Volume Peso 1 m 3 1 dm 3 0,1 dm 3 0,01 dm 3 1 cm 3 = 1 cc 1 mm L 1 L 0,1 L = 1 dl 1 hg 0,01 L = 1 cl 1 dag 1 ml 1 g 1 l = 1 ppm* di 1 L 1 mg 1 Mg = 1 tonnellata (t) 100 kg = 1 quintale (q) 1 kg 1 m 3 1 nl = 1 ppb* di 1 L 1 g *Nota: 1 ppm = 1 parte per milione (1/10 6 ) 1 ppb = 1 parte per miliardo (1/10 9 ) part per billion

12 Richiami di idrostatica o fluidostatica Principio di Archimede un corpo immerso in un fluido in equilibrio riceve dal basso verso l alto una forza (spinta idrostatica) pari al peso del fluido spostato (cioè pari al peso di un fluido di volume pari a quello del corpo immerso)

13 Legge di Stevin(o) p A = p 0 + g h ove p 0 è la pressione (atmosferica) esercitata alla superficie libera del fluido = densità del fluido g 9,8 m/s 2 p 0 h = battente idrostatico h g h = pressione idrostatica (= p h ) p A

14 Rifacendosi al celebre esperimento con cui Torricelli misurò la pressione atmosferica: stimare la densità del mercurio e l altezza massima a cui può essere aspirata l acqua. GY4T3 13,6 g cm -3 ; 10,33 m

15 Rifacendosi al celebre esperimento con cui Torricelli misurò la pressione atmosferica: stimare la densità del mercurio e l altezza massima a cui può essere aspirata l acqua. GY4T3 p 0 h Hg = 76 cm p A = 1 atm p 0 0 atm p A = p 0 + g h 1 = 0 + 9, = 0 + 9,8 0,76 A Hg = densità di Hg g = 9,8 m/s Kg Hg 13604,32 3 9,8 0,76 m g cm 1000g Hg 13604,32 13, cm 13,6 g cm -3 ; 10,33 m

16 Una barchetta galleggia in piscina con un carico di pietre. Come varia il livello di acqua della piscina se vi si butta in essa il suddetto carico? 1 2 GX100 h 1 h 2 =?

17 Gas ideali

18 Legge dei gas ideali Un gas ideale o gas perfetto è un modello ideale di gas per cui vale la legge dei gas ideali o equazione di stato dei gas ideali: Ove P = pressione; V = volume; n = numero di moli; T = temperatura in kelvin; R = costante universale dei gas. P V = n R T Un gas reale si avvicina sempre più ad uno ideale quanto più ci si allontana da un suo punto di ebollizione, ovvero quanto più aumenta la temperatura e diminuisce la pressione (non dovrebbe superare di molto quella atmosferica). Se non diversamente specificato, ogni gas reale è trattato come un gas ideale.

19 Legge dei gas ideali Un gas ideale o gas perfetto è un modello ideale di gas per cui vale la legge dei gas ideali o equazione di stato dei gas ideali: P V = n R T Un altra forma che può assumere la legge dei gas perfetti è: nm. M. massa massa 1 P V RT PV RT P RT P RT M. M. M. M. V M. M. M. M. ove = densità (= peso in grammi del gas/volume) M.M. = massa molare (= peso in grammi di 1 mole di gas).

20 P V = n R T Il valore di R deriva dal fatto che in condizioni normali (c.n.) P = 1 atm e T = 0 C ovvero in condizioni di Temperatura e Pressione Standard (STP)*, 1 mole di gas ideale occupa un volume V = 22,414 L. *Nota: Dal 1982 la IUPAC raccomanda che le condizioni standard siano 273,15 K (= 0 C) e 10 5 Pa invece dello storico valore Pa (= 1 atm) a cui tuttavia faremo riferimento per gli esercizi. In ambito termodinamico per temperatura dello stato standard STP si intendono 25 C. Data l ambiguità è preferibile per i gas parlare di condizioni normali invece che di condizioni standard.

21 P V = n R T Il valore di R deriva dal fatto che in condizioni normali (c.n.) P = 1 atm e T = 0 C ovvero in condizioni di Temperatura e Pressione Standard (STP)*, 1 mole di gas ideale occupa un volume V = 22,414 L. Se si usano le unità di misura del sistema internazionale: dimensionalmente (22,414/10 3 ) = 1 R 273,15 Pa m 3 = mol R K (N/m 2 ) m 3 = mol R K N m = mol R K J = mol R K R = 8,314 J/(mol K)

22 Il valore di R deriva dal fatto che in condizioni normali (c.n.) P = 1 atm e T = 0 C ovvero in condizioni di Temperatura e Pressione Standard (STP)*, 1 mole di gas ideale occupa un volume V = 22,414 L. Se si usano i litri e le atmosfere: P V = n R T dimensionalmente 1 22,414 = 1 R 273,15 atm L = mol R K R = 0,082(057) (atm L)/(mol K) R = 8,314 J/(mol K)

23 Quando un gas subisce delle trasformazioni fisiche che ne modifichino in vario modo P, V, T e n, passando da uno stato iniziale 1 ad uno stato finale 2, è conveniente esprimere la legge dei gas perfetti come: P n 1 1 V T 1 1 stato 1 (P 1 V 1 = n 1 R T 1 ) stato 2 (P 2 V 2 = n 2 R T 2 ) P n 2 2 V T 2 2 Se n 1 = n 2 cioè n = costante P1 V T La legge dei gas ideali deriva da 3 leggi sperimentali per n = costante: Legge di Boyle-(Mariotte) o legge isoterma dei gas: Se T = costante (T 1 = T 2 ) P V = costante 1 1 P P2 V T V1 P2 V2 Legge di Charles o legge isobara dei gas: Se P = costante (P 1 = P 2 ) V/T = costante (2 ) Legge di Gay-Lussac o legge isocora dei gas: Se V = costante e n = costante P/T = costante V1 T 1 V T 2 2 P1 T 1 P T 2 2

24 Charles Ingalls Professione: falegname ViTi Legge di Charles V T costante

25 Come varia la pressione all interno di una bombola se raddoppio la temperatura passando da 5 a 10 C? G7DEF 1) Raddoppia 2) Dimezza 3) Aumenta di poco 4) Diminuisce di poco Numero di moli e volume restano uguali dunque P n 1 1 V T 1 1 P n 2 2 V T 2 2 P1 T 1 P T 2 2 Aumenta di poco. Perché è sbagliato dire che raddoppia?

26 Un pallone meteorologico pieno di elio ha un volume di L ad 1 atm e 30 C. Salendo raggiunge un altezza a cui si ha una pressione di 0,6 atm ed una temperatura di 20 C. Che valore raggiunge il volume del pallone? Si assuma che la pressione interna del pallone sia uguale a quella esterna. GIECR 1, L

27 Un pallone meteorologico pieno di elio ha un volume di L ad 1 atm e 30 C. Salendo raggiunge un altezza a cui si ha una pressione di 0,6 atm ed una temperatura di 20 C. Che valore raggiunge il volume del pallone? Si assuma che la pressione interna del pallone sia uguale a quella esterna. GIECR Indico con il pedice 1 tutti i valori iniziali all interno del pallone e con il pedice 2 quelli finali. Le temperature interne ed esterne al pallone si considerano sempre uguali. V 1 = 10 4 L P 1 = 1 atm T 1 = = 303 K V 2 =? P 2 = 0,6 atm T 2 = = 253 K P1 V T 1 1 P2 V T 2 2 P1 V T 1 1 P2 V T ,6 V 253 V 2 = L 1, L

28 Un gas velenoso è contenuto in un recipiente a 20 C ed una pressione di 1,47 atm. Sapendo che la pressione ambiente è di 0,96 atm, a quale temperatura devo raffreddare il gas per esser sicuro che non esca? GF4LT T < -82 C

29 Un gas velenoso è contenuto in un recipiente a 20 C ed una pressione di 1,47 atm. Sapendo che la pressione ambiente è di 0,96 atm, a quale temperatura devo raffreddare il gas per esser sicuro che non esca? GF4LT Indicando con il pedice 1 tutti i valori del gas interno alla bombola all inizio e con il pedice 2 quelli alla fine della trasformazione richiesta. P 1 = 1,47 atm T 1 = = 293 K P 2 = 0,96 atm T 2 =? P V n P V P P P T 0, , T 2 1 RT 1 n2 RT 2 T1 T2 P1 191K T 2 = = -82 C la temperatura T dovrà essere T -82 C. P V = n R T T < -82 C

30 Un idrocarburo è costituito da 92,3% in peso di carbonio. Sapendo che 12 g di questo composto alla temperatura di 130 C e 745 Torr non dissociandosi occupa un volume di 5187 cc, determinare formula bruta e formula molecolare dell idrocarburo. G8SGV CH; C 6 H 6

31 Un idrocarburo è costituito da 92,3% in peso di carbonio. Sapendo che 12 g di questo composto alla temperatura di 130 C e 745 Torr non dissociandosi occupa un volume di 5187 cc, determinare formula bruta e formula molecolare dell idrocarburo. G8SGV Quando si affronta un problema relativo ai gas ideali è opportuno decidere prima se usare R = 8,314 J/(mol K) oppure R = 0,082 atm L/(mol K). In questo caso T = 130 C T = = 403 K V = 5187 cc V = 5,187 L P = 745 Torr P = 745/760 = 0,98 atm P V = n R T R = 0,082 atm L/(mol K) CH; C 6 H 6

32 Frazione molare Data una miscela omogenea (gassosa, liquida o solida) formata dal miscuglio di z specie chimiche differenti si definisce frazione molare della specie i-esima (e la si indica solitamente come i o x i ) il rapporto tra il numero di moli di i (= n i ) e il numero di moli totali n tot nella suddetta miscela (n tot = n 1 + n n i + n z ). i x i n 1 ni n... n 2 Se dalla frazione molare si vuole passare alla percentuale molare, basta moltiplicare per cento: percentuale molare di i = x i 100. z n n i tot Dalla definizione deriva che x i = numero puro x i 1 x 1 + x x z = 1.

33 Si supponga di avere una miscela gassosa formata da 2 moli di ossigeno 3 moli di azoto 5 moli di anidride carbonica Quale è la frazione molare di O 2? i x i n 1 ni n... n 2 O z n n i tot ,2 Quale è la frazione molare di N 2? N ,3 Quale è la frazione molare di CO? Quale è la % molare di CO 2? CO 0 5 % CO %

34 Nel caso di miscele di gas ideali, a parità di P e T si ha: frazione molare di i = frazione volumica di i percentuale molare di i = percentuale volumica di i Immaginiamo di racchiudere in un volume V alla pressione P e alla temperatura T una miscela di gas ideali per un totale di n moli. Le molecole del gas i-esimo sono ovviamente miscelate alle altre ma immaginiamo di riuscire a distinguerle e a raggrupparle (per noi sono le palline nere) e a definire un sottovolume V i che le contenga. V i V P, T

35 Nel caso di miscele di gas ideali, a parità di P e T si ha: frazione molare di i = frazione volumica di i percentuale molare di i = percentuale volumica di i per il gas i-esimo vale P V i = n i R T per la miscela totale vale P V = n t R T) P V P V i n n i t T T Vi V n n i t V i V P, T

36 Composizione dell aria secca Nome Formula Proporzione o frazione molecolare Azoto N 2 78,08 % Ossigeno O 2 20,95 % Argon Ar 0,934 % Diossido di carbonio CO ppm (agosto 2010) Neon Ne 18,18 ppm Elio He 5,24 ppm Monossido di azoto NO 5 ppm Kripton Kr 1,14 ppm Metano CH 4 1 / 2 ppm Idrogeno H 2 0,5 ppm Ossido di diazoto N 2 O 0,5 ppm Xeno Xe 0,087 ppm Diossido di azoto NO 2 0,02 ppm Ozono O 3 da 0 a 0,01 ppm Radon Rn 6, ppm

37 Per semplicità si assume che la composizione dell aria secca sia quella indicate nella tabella sottostante. In prima approssimazione è anche possibile trascurare la presenza dell argon. Gas Percentuale volumica Percentuale molare Frazione molare azoto N 2 78% 79% 78% 79% 0,78 0,79 ossigeno O 2 21% 21% 21% 21% 0,21 0,21 argon Ar 1% 1% 0,01 Significa che ogni 100 molecole/moli presenti nell aria secca: 78 sono di N 2 21 sono di O 2 1 è di Ar

38 Quanti litri di CO 2 ottengo bruciando 35 L di CH 4? GF88U

39 Quanti litri di CO 2 ottengo bruciando 35 L di CH 4? GF88U Quale è la reazione chimica coinvolta? CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Nel caso di miscele di gas ideali, a parità di P e T si ha: frazione molare = frazione volumica Rapporti tra le moli = rapporti tra i volumi 1 35 Se 1 mole di CH 4 produce 1 mole di CO 2 35 litri di CH producono 35 litri di CO

40 Se brucio 35 L di CH 4 CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Quanti L di ossigeno consumo? 35 2 = 70 L di O 2 Quanti L di aria mi servono? Ricordando che la composizione dell aria secca è azoto N 2 79% 100% di aria ossigeno O 2 21% 100 Occorrono ,33 L di aria 21 Infatti 21 L (moli) di O 2 accompagnano 100 L (moli) di aria 100 e per passare da 21 a 100 occorre moltiplicare

41 Ricordando che la composizione dell aria secca è azoto N 2 79% 100% di aria ossigeno O 2 21% 79 3 mol di O 2 sono accompagnate da 3 mol di N mol di N 2 sono accompagnate da mol di aria 2 mol di aria sono accompagnate da mol di O 2 2 mol di aria sono accompagnate da? L di O 2 dipende da T e P

42 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g?

43 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y.

44 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a moli di H 2 O. 1 H 1,00797 (2,1) 8 O 15,9994 (3,5)

45 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 1 H 1,00797 (2,1) 8 O 15,9994 (3,5)

46 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. La reazione di combustione è: C x H y + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa

47 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. La reazione di combustione è: C x H y + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C x H y + [(4x+y)/2]O 2 2xCO 2 + yh 2 O

48 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. La reazione di combustione è: C x H y + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C x H y + [(4x+y)/2]O 2 2xCO 2 + yh 2 O Essendo y = 3,85 moli. Posso affermare che la formula è del tipo C x H 4?

49 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. La reazione di combustione è: C x H y + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C x H y + [(4x+y)/2]O 2 2xCO 2 + yh 2 O Essendo y = 3,85 moli. Posso affermare che la formula è del tipo C x H 4? Se io avessi moltiplicato per 2 i coefficienti avrei ottenuto: 4C x H y + (4x+y)O 2 4xCO 2 + 2yH 2 O In questo caso 2y = 3,85 moli y = 3,85/2 = 1,925. Posso affermare che la formula è del tipo C x H 2?

50 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? In realtà la relazione corretta sarebbe 4mC x/m H y/m + (4x+y)O 2 4xCO 2 + 2yH 2 O 2mC x/m H y/m + + yh 2 O mc x/m H y/m + + (y/2)h 2 O Per cui al momento non ho ricavato nulla in quanto m può essere un numero qualsiasi per cui anche gli indici dell idrocarburo possono essere dei numeri qualsiasi.

51 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. Ricominciamo da capo

52 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H

53 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 1 H 1,00797 (2,1)

54 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g 1 H 1,00797 (2,1)

55 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a moli di C. 1 H 1,00797 (2,1) 6 C 12,0112 (2,5)

56 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. 1 H 1,00797 (2,1) 6 C 12,0112 (2,5)

57 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x.

58 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x. P V = n R T

59 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x. P V = n R T P = 1 atm; T = 273,15; V = 0,3 L; R = 0,082 atm L/(mol K)

60 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x. P V = n R T P = 1 atm; T = 273,15; V = 0,3 L; R = 0,082 atm L/(mol K) 1 0,3 = n 0, ,15 n = 0, M.M. =

61 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x. P V = n R T P = 1 atm; T = 273,15; V = 0,3 L; R = 0,082 atm L/(mol K) 1 0,3 = n 0, ,15 n = 0, M.M. = 0,348/0, = 25,98 g/mol

62 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x. P V = n R T P = 1 atm; T = 273,15; V = 0,3 L; R = 0,082 atm L/(mol K) 1 0,3 = n 0, ,15 n = 0, M.M. = 0,348/0, = 25,98 g/mol Ma M.M. = 12x+1 = 13x = 25,98 x = 2

63 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? La formula dell idrocarburo è del tipo C x H y. 69,3 g di H 2 O corrispondono a 69,3/18 = 3,85 moli di H 2 O. 3,85 moli di H 2 O sono generate da 3,85 2 = 7,7 moli di H 7,7 moli di H pesano 7,7 1 = 7,7 g su 100 g di idrocarburo ci sono (100 7,7) = 92,3 g di C che corrispondono a 92,3/12 = 7,69 moli di C. Il rapporto y/x = 7,69/7,7 = 1 x = y la formula è di tipo C x H x. P V = n R T P = 1 atm; T = 273,15; V = 0,3 L; R = 0,082 atm L/(mol K) 1 0,3 = n 0, ,15 n = 0, M.M. = 0,348/0, = 25,98 g/mol Ma M.M. = 12x+1 = 13x = 25,98 x = 2 C 2 H 2

64 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? I dati di pressione e temperatura a cui brucio l idrocarburo non servono a risolvere il problema e sono pertanto ridondanti.

65 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento?

66 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa

67 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O

68 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O Per bruciare n moli di C 2 H 2 servono moli di O 2

69 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O Per bruciare n moli di C 2 H 2 servono n 5/2 moli di O 2

70 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O Per bruciare n moli di C 2 H 2 servono n 5/2 moli di O 2 Per cui occorrono 3,85 5/2 = 9,625 mol di O 2 Le moli di C 2 H 2 sono uguali in numero alle moli di H 2 O prodotte

71 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O Per bruciare n moli di C 2 H 2 servono n 5/2 moli di O 2 Per cui occorrono 3,85 5/2 = 9,625 mol di O 2 e 9, /21 = 45,83 mol di aria.

72 Bruciando 100 g di un idrocarburo incognito a temperatura ambiente e a 0,96 atmosfere ottengo 69,3 g di H 2 O. Qual è la formula molecolare del gas se 300 cm 3 misurati in c.n. pesano 0,348g? Quanti litri di aria occorrono per l esperimento? C 2 H 2 + O 2 CO 2 + H 2 O Che bilanciata diventa 2C 2 H 2 + 5O 2 4CO 2 + 2H 2 O Per bruciare n moli di C 2 H 2 servono n 5/2 moli di O 2 Per cui occorrono 3,85 5/2 = 9,625 mol di O 2 e 9, /21 = 45,83 mol di aria. P V = n R T P = 0,96 atm; T = 298,15; n = 45,83 ; R = 0,082 atm L/(mol K) V = 45,83 0, ,15/0,96 = 1167 L di aria

73 Il potassio metallico reagisce, ad una certa temperatura, con l azoto secondo questa reazione: 6K(s) + N 2 (g) 2K 3 N(s) Un campione di potassio metallico viene posto in un recipiente pieno di N 2 alla pressione di 1,23 atm. Quando la reazione è finita si trova una pressione di 0,93 atm. Calcolare il rapporto tra le masse in grammi di azoto e potassio che hanno reagito.

74 Il potassio metallico reagisce, ad una certa temperatura, con l azoto secondo questa reazione: 6K(s) + N 2 (g) 2K 3 N(s) Un campione di potassio metallico viene posto in un recipiente pieno di N 2 alla pressione di 1,23 atm. Quando la reazione è finita si trova una pressione di 0,93 atm. Calcolare il rapporto tra le masse in grammi di azoto e potassio che hanno reagito. Se indichiamo con n il numero di moli di azoto che reagiscono, la reazione che realmente avviene è 6nK(s) + nn 2 (g) 2nK 3 N Il rapporto tra le masse in grammi di azoto e potassio che hanno reagito è n n ,20 19 K 7 N 39,102 14,0007 (0,8) (1,9)

75 Il potassio metallico reagisce, ad una certa temperatura, con l azoto secondo questa reazione: 6K(s) + N 2 (g) 2K 3 N(s) Un campione di potassio metallico viene posto in un recipiente pieno di N 2 alla pressione di 1,23 atm. Quando la reazione è finita si trova una pressione di 0,93 atm. Calcolare il rapporto tra le masse in grammi di azoto e potassio che hanno reagito. I dati sulla pressione sono pertanto ridondanti. Cosa potremmo comunque arguire da essi?

76 Il potassio metallico reagisce, ad una certa temperatura, con l azoto secondo questa reazione: 6K(s) + N 2 (g) 2K 3 N(s) Un campione di potassio metallico viene posto in un recipiente pieno di N 2 alla pressione di 1,23 atm. Quando la reazione è finita si trova una pressione di 0,93 atm. Calcolare il rapporto tra le masse in grammi di azoto e potassio che hanno reagito. Siano n 1 e P 1 le moli gassose e la pressione prima della reazione e n 2 e P 2 le moli gassose e la pressione dopo la reazione. Nel nostro caso P 1 = 1,23 atm e P 2 = 0,93 atm. Le moli di azoto che reagiscono sono n = n 2 n 1. Supponendo che V e T non varino si possono scrivere le seguenti relazioni: P 1 V = n 1 R T ; P 2 V = n 2 R T ; P V = n R T ; P2 n2 0,93 0,756 P n n 0,93 1,23 P1 n 1 1,23 P n n 1, ,24 Possiamo per esempio dire che viene consumato il 24% di azoto. Non è però possibile conoscere n 1 o n 2 in quanto non conosciamo né V né T.