Chimica generale - lo stato gassoso

I POTESI DI AVOGADRO

Volumi uguali di gas diversi, nelle stesse condizioni di temperatura e di pressione, contengono lo stesso numero di molecole.

LEGGE DI AVOGADRO

A temperatura e pressione costante, il volume V di un gas è direttamente proporzionale al numero di moli del gas stesso:

V = kn

Dove k è una costante.

LEGGE DI STATO DEI GAS IDEALI

PV = nRT

R è una costante indipendente dalla natura del gas e viene detta costante universale dei gas.

Poiché a 0°C ed alla pressione di una atmosfera 1 mole di gas occupa 22,414 litri:

R = 0,0820571 L atm mol K^-1

LEGGE DI DALTON DELLE PRESSIONI PARZIALI

Ogni gas, in miscela, si comporta in modo indipendente dagli altri gas.

Ogni gas esercita la sua pressione e la pressione totale della miscela è pari alla somma delle pressioni.

parziali esercitate dai gas separati.

Matematicamente, la legge di Dalton viene espressa come:

P = P₁ + P₂ + P₃ +…..tot

Comportamento dei gas a livello microscopico

Nel 1857 Rudolf Clausius pubblicò la TEORIA CINETICO-MOLECOLARE DEI GAS

TEORIA CINETICO- MOLECOLARE

Un gas ideale è costituito da un insieme di particelle (atomi o molecole) puntiformi, separate, in rapido movimento che non si attraggono né si respingono tra loro.

La teoria cinetico-molecolare di un gas ideale è costituita da un insieme di postulati (5) e fornisce un modello che permette di generalizzare le proprietà della materia (essa è riferita ai gas ma i principi fondamentali di questa teoria possono essere applicati anche ai solidi ed ai liquidi)

1. Le particelle di gas sono in continuo e rapido movimento casuale, in linea retta, in tutte le direzioni.
2. Un gas si espande per occupare tutto il recipiente che lo contiene.
3. Le molecole d’aria hanno una velocità di 500m/s (circa

velocità. Maggiore è la massa, maggiore è il suo impulso quando colpisce la parete. Più velocemente essa si muove, maggiore è il suo impulso quando colpisce la parete. La frequenza delle collisioni (numero di collisioni nell'unità di tempo) è così grande che l'effetto diventa quello di una spinta uniforme sulle pareti. LA PRESSIONE È PROPORZIONALE ALL'IMPULSO PER COLLISIONE MOLTIPLICATO PER LA FREQUENZA DELLE COLLISIONI CON LE PARETI.

5. L'energia cinetica media è la stessa per tutti i gas alla stessa temperatura. Varia proporzionalmente con la temperatura (espressa in gradi kelvin). All'aumentare della temperatura delle particelle di un gas, l'energia cinetica del gas aumenta. Quindi, la temperatura è una misura dell'energia cinetica media delle particelle del gas. (E)

L'energia cinetica può essere descritta con l'equazione E = ½ mv² dove v è la velocità.

mediavC

Questo significa che una variazione della velocità media delle molecole comporta una variazione della energia cinetica media delle molecole.

La distribuzione delle velocità di un gas ideale è nota come distribuzione di Maxwell-Boltzmann.

Si ricorda che l'area sotto una curva di distribuzione è proporzionale al numero di oggetti. Per uno stesso numero di molecole può cambiare la forma della curva (si appiattisce), ma non l'area.

E = ½mv²

E = ½mv²n + ½mv²n + ½mv²n + ...

v = N

L'energia cinetica media di un gas dipende esclusivamente dalla temperatura!

Gas diversi alla stessa temperatura T avranno la stessa energia cinetica media; le particelle di gas con massa minore avranno velocità maggiore e viceversa.

All'aumentare della temperatura le particelle di gas si muovono

Più velocemente. L'aumento di velocità si traduce in un aumento dell'energia cinetica media delle particelle. Queste urtano più frequentemente la superficie del recipiente e quindi aumenta la pressione. Per un dato numero di particelle di gas, quindi, la pressione aumenta all'aumentare della temperatura.

LEGGE DIP T GAY-LUSSAC