Gas liquidi e solidi

GAS

PRESSIONE

I gas, insieme ai liquidi, sono dei fluidi. Essi esercitano una pressione sulle pareti del recipiente in cui sono contenuti e sulle pareti di un oggetto che in esso sta immerso.

P = F / S

Per misurare la pressione atmosferica si può usare il barometro a mercurio. Un tubo lungo un metro, chiuso da una parte e pieno di mercurio viene immerso in una vaschetta contenente mercurio, mentre l'estremità aperta viene tenuta chiusa con un dito. Quando viene tolto il dito la colonna di mercurio scende lungo il tubo fino ad una certa altezza dal livello del mercurio nella vaschetta. La pressione esercitata dalla colonna di mercurio al livello del liquido della vaschetta deve essere uguale alla pressione p₀ esercitata dall'aria.

La pressione unitaria è il PASCAL _(Pa) sulla superficie di 1 m² in esercita la forza di 1 N.

Poi ci sono i MILLIMETRI DI MERCURIO (mmHg o Torr), TORR (da Torricelli), ATMOSFERA (atm) = pressione esercitata dall' atmosfera al livello del mare in condizioni atmosferiche standard.

PASSARE DA UN'UNITÀ DI MISURA AD UN'ALTRA:

1. 1 atm = 760 mmHg (Torr)
2. 1 atm = 101325 Pa

La Legge di Boyle

Questa legge regola le variazioni del volume di una determinata quantità di gas al variare della pressione, quando la temperatura è mantenuta costante.

Boyle fece questo esperimento: si introduce un campione di gas in un tubo ad U e lo si porta fino ad una data temperatura mantenendola costante. Poi si registra il volume del gas e l'altezza delle due colonne di Hg. Questa differenza in altezza più la pressione dell'atmosfera rappresenta la pressione del gas. L'aggiunta di più mercurio nel tubo aumenta la pressione cambiando l'altezza della colonna di mercurio. Come risultato, il volume del gas diminuisce.

Quando il volume di un gas viene riportato graficamente in funzione della sua pressione, la curva risultante è una curva isoterma delle temperature T.

Quando, invece, il volume è riportato in funzione del reciproco della pressione (1/p), il grafico è una retta.

A temperatura costante, il volume di una determinata quantità di gas è inversamente proporzionale alla pressione.

PV=K                                                                    K=costante

Un gas che segue la legge di Boyle è detto gas perfetto o ideale.

del gas in esame e delle pressioni esercitate dai vapori in equilibrio con il liquido su cui il gas viene raccolto.

P = p₁ + p₂ + p₃

p₁ = pressione a p₂ = tensione di vapor d'acqua p₃ = pressione esercitata dalla colonna d'H₂O di altezza h

DISSOCIAZIONE GASSOSA

Le espressioni: П = m RT e d = П/p sono applicabili solo quando i gas si comportano in modo ideale. Se una sostanza gassosa A_bB_a si dissocia nei suoi componenti A, B: A_bB_a ⇄ p_A + q_B

L'annunciata delle sostanze, contenuta nel volume V alle pressione p ed alla temperatura t, si è maggiore dell' ammontare di sostanze calcolato dal rapporto fra le quantità delle sostanze A_bB_a e le sue masse molari.

Indichando con il GRADO DI DISSOCIAZIONE questo è dato da:

= _{ammontare di sostanze dissociate} ^{ammontare di sostanze priminoste}

Il comportamento dei gas reali può essere descritto mediante equazioni di stato, che tengano conto delle cause responsabili delle deviazioni dal comportamento ideale.

Una delle equazioni di stato più note è quella di Van der Waals:

Se b=volume proprio delle molecole, cioè il volume occupato dal gas a pressione infinita, il volume libero è dato da V_m-b, dove V_m=volume molare alle pressioni p alle temperature T.

Il volume b, escluso al moto delle molecole, è detto covolume.

L’equazione di stato per una mole di gas deve essere scritta:

p(V_m-b)=RT.

L’equazione di stato di Van der Waals per una mole di gas può essere scritta:

P+ ^a/_Vm²)(V_m-b)=RT.

a=costante di proporzionalità

La diminuzione di pressione deve essere proporzionale al numero di molecole attiranti per unità di volume N/V_m ed al numero di molecole, che vengono attirate, per unità di volume N/V_m. Quindi la pressione viene ridotta di una quantità proporzionale a N/V_m · N/V_m.

Queste quantità, indicate ^a/_Vm² si deve aggiungere alla pressione esercitata dal gas reale per ottenere il valore della pressione corrispondente a quella di un gas con comportamento ideale.