Stato
gassoso
Stati di aggregazione della
materia
SOLIDO:
Forma e
volume propri.
LIQUIDO:
Forma del
recipiente in cui è
contenuto, ma
volume proprio.
GASSOSO:
Forma e
volume del
recipiente in
cui è contenuto.
Parametri di stato
Volume:
in m3, oppure (non ufficialmente) in L
Massa:
in kg, oppure in mol
Pressione:
in N m-2 = Pa, oppure in atm
Temperatura:in K, oppure (non ufficialmente) in °C
Costituenti dell’aria
Costituenti dell'aria
Nome
Formula Percentuale in volume
78,110
Azoto
N2
20,953
Ossigeno
O2
0,0934
Argon
Ar
0,0034
Biossido di carbonio
CO2
-3
1,82
10
Neon
Ne
5,2 10-4
Elio
He
1,5 10-4
Metano
CH4
1,1 10-4
Krypton
Kr
-5
5
10
Idrogeno
H2
3 10-5
Ossido d’azoto
N2O
8,7 10-6
Xenon
Xe
Reazioni in fase gassosa
Calore
2 HgO(s)  
 2 Hg( l )  O 2( g )
Calore
CaCO3(s)  
 CaO(s )  CO 2( g )
Calore
NH 4Cl(s)  
 HCl (g)  NH 3(g)
4 C3H 5 NO 3 3
Calore
(l)
 
 6 N 2(g)  12 CO 2(g)  O 2(g)  10 H 2O(g)
Ss   O 2g   SO 2g 
2 SO 2g   O 2g   2 SO 3g 
N 2g   O 2g   2 NOg 
2 NOg   O 2g   2 NO 2g 
MISURA DELLA PRESSIONE DEI GAS
Torricelli
vuoto
76,0 cm
Evangelista Torricelli (1608-1647)
mercurio
ESPERIMENTO DI BOYLE
Patm
P = Patm + P
1/V
Robert Boyle, 1629-1691
P
P
V
P  1/V
con T,n = cost.
Legge di Avogadro (1811):
“Due gas di egual volume, alla stessa
temperatura e pressione, contengono lo stesso
numero di molecole”
A. Avogadro (1776 – 1856)
Pn
con T,V = cost.
Charles e Gay -Lussac
P
-273,15 °C
Jacques Charles
(1746-1823)
0 °C
t (°C)
V
Joseph Louis Gay-Lussac
(1778-1850)
0K
T (K)
gradi Kelvin = gradi Celsius + 273,15
Scale termometriche
Fahrenheit
Daniel Gabriel Fahrenheit (1686-1736). Inventore del termometro ad alcool e
del termometro a mercurio.
Lo zero è fissato alla temperatura di una miscela di
acqua e ghiaccio. La temperatura di ebollizione
dell’acqua è posta uguale a 212 ° mentre quella di
fusione del ghiaccio è posta uguale a 32°.
Celsius
Anders Celsius (1701-1744)
Lo zero è fissato alla temperatura di fusione del
ghiaccio mentre la temperatura di ebollizione
dell’acqua è posta a 100 °.
LEGGE DI STATO DEI GAS
P  1/V
con T,n = cost.
Pn
con T,V = cost. (Avogadro)
PT
con V,n = cost.
nT
P
V
(Boyle)
(Gay Lussac, Charles)
oppure PV = n R T
R = costante universale dei gas = 0,0821 L atm mol-1 K-1
= 8,314 J mol-1 K-1
PV  nRT
peso in grammi
g
g
n
 ; PV  RT
peso molecolare M
M
RT
peso molecolare M 
g
PV
g
P
densità gassosa d   M
V
RT
MISCELE DI GAS
PTOT = PA+ PB+ PC
nTOT = nA+ nB+ nC
PA
PB
RT
PA  n A
V
nC
nA
nB
XA 
; XB 
; XC 
n T OT
n T OT
n T OT
PC X  PA ; X  PB ; X  PC
A
B
C
PT OT
PT OT
PT OT
COMPRIMIBILITÀ DI UN GAS
PV
Z
nRT
Quando Z=1, si dice che il gas ha un
comportamento ideale (gas ideale)
Quando Z1, si dice che il gas non ha
un comportamento ideale (gas reale)
Attrazione a grande distanza.
Repulsione a corta distanza.
Johannes Diderik van der Waals
Leyden 1837 – Amsterdam 1923
(Premio Nobel per la Fisica, 1910)
volume occupato da un gas reale > volume occupato da un gas ideale
Videale  Vreale  n b
pressione di un gas reale < pressione di un gas ideale
2
n
Pideale  Preale  a 2
V
Equazione di stato di van der Waals dei gas reali
PidealeVideale  nRT
2 

n
P  a
V  n b   nRT
2

V


Gas
a
(l2 atm mol-2)
b
(l mol-1)
H2
0,2444
0,02661
He
0,03412
0,02370
N2
1,390
0,03913
O2
1,360
0,03183
CO
1,485
0,03985
NO
1,340
0,02789
CO2
3,592
0,04267
H2O
5,464
0,03049
PV
V
a n
z


nRT Vnb RTV
1
an
z

nb RTV
1
V
z > 1 Prevalgono forze repulsive (b)
z < 1 Prevalgono forze attrattive (a)