Chimica - gli stati della materia e i gas

Gli stati della materia

Gassolidi, liquidi e aeriformi

Gas => particelle libere;

• Liquidi => particelle in movimento;
• Solidi => particelle vincolate che oscillano.

Le variabili tra questi stati sono dettate dalle forze intermolecolari e l'energia cinetica.

Gas: proprietà generali

• Comportamento in relazione a P,V,T;
• Teoria che ne spiega il comportamento;
• Gas nelle reazioni;
• Caratteristiche dei gas: le molecole dei gas sono lontane tra loro, sono sempre in movimento casuale e veloce; l'influenza di una molecola sull'altra è ridotta ai minimi termini; il modello di gas ideale fa sì che gli urti delle particelle col contenitore siano perfettamente elastici e che quindi non ci sia perdita di energia.

Pressione

La pressione è il rapporto della forza sulla superficie: è una diretta conseguenza della frequenza degli urti delle molecole di un gas sulla superficie del contenitore.

Unità di misura:

• 1 atm = 760 torr (mmHg);
• 1 Pa = 1 N/m²;
• 1 bar = 100 kPa;
• 1 atm = 101,325 kPa.

Legge di Boyle

Per una data massa di gas a temperatura costante: PV = k => P1V1 = P2V2.

Respirazione:

• Inspirazione => pressione interalveolare = 757 mm Hg;
• Espirazione => pressione interalveolare = 763 mm Hg.

Legge di Charles o Gay-Lussac

Per una data massa di gas a pressione costante V = kT (in kelvin) => V1/T1 = V2/T2. α = coefficiente di espansione del gas. A temperatura di 0 assoluto (-273°C) il volume del gas è uguale a 0.

Legge combinata dei gas

P1V1/T1 = P2V2/T2.

Legge di Avogadro

Ad una data temperatura e pressione il V di un campione di gas è proporzionale al numero n delle moli di gas presenti nel campione, indipendentemente dalla temperatura chimica. V = kn => V/n = k.

Volume molare = 22,414 L (0°C e 1 atm circa).

Legge dei gas ideali

La legge dei gas ideali o equazione di stato consente di descrivere le condizioni di un gas in un determinato momento a prescindere dalle condizioni iniziali del gas. PV = nRT.

R è la costante dei gas e T è la temperatura espressa in Kelvin;

• R = 0,08206 L*atm*K^-1*mol^-1;
• R = 62,37 L*torr*K^-1*mol^-1;
• R = 8,314 L*kPa*K^-1*mol^-1.

Densità