i gas Flashcards
stati di aggregazione della materia
le proprietà fisiche e chimiche degli stat di aggregazione dipendono dall’entità e dalla natura dei legami esistenti tra le particelle che la costituiscono.
Descrivi solido, liquido e gas
tipi di solidi
cristallini, in cui le particelle si dispongono in modo ordinato e ripetitivo fomando una struttura tridimensionale ordinata
amorfi, in cui le particelle si dispongono in modo disordinato e non ripetititivo nelle 3 dimensioni, formando un solido cristallini non regolare.
sulla base del tipo di particelle che li costituiscono e delle interazioni fra esse esistenti, i solidi cristallini si divono in solidi ionici, cristalli covalenti, cristalli metallici e cristalli molecolari.
temperatura di fusione dei solidi cristallini
è una misura della stabilità di un reticolo cristallino, direttamente proporzionale alla forza dei legami esistenti tra le particelle.
Se le interazioni sono alte, la stabilità è alta e la temperatura di fusione è elevata.
se le interazioni sono deboli, il reticolo cristallino è poco stabili e quindi la sua temperatura di fusione è bassa, non è necessaria una alta quantità di energia.
inoltre, alcuni solidi cristallini possono presentare polimorfismo, la stessa sostanza forma reticoli cristallini differenti.
i gas (i gas)
sono sistemi chimici molto più semplici.
l’energia cinetica è molto più alta di quella potenziale poiché le interazioni tra gli atomi sono molto limitate.
le particelle in fase gassosa si muovono liberamente e molto velocemente, portando ad una condizione priva di ordine
le particelle in fase gassosa occupano tutto il volume a disposizione, senza formare superfici di separazione
allo stato gassoso, le sostanze occupano un volume maggiore rispetto a liquidi e solidi.
Le 4 grandezze fondamentali sono:
numero di moli
volume
pressione
temperatura
il gas ideale
è un modello di gas che permette di descrivere efficacemente il comportamento dei gas al alte temperatura e basse pressioni, utilizzando leggi semplici ed esatte.
si basa su 4 assunzioni
1. il gas ideale è composto da particelle puntiformi, uguali tra loro
2. le interazioni tra le particelle e tra le particelle e la pareti del contenitore sono nulle
3. le particelle si muovono di moto rettilineo uniforme, in tutte le direzioni e a tutte le velocità possibili
4. gli urti tra le particelle e le particelle e le pareti sono elastici, non modificano la loro energia cinetica.
il comportamento dei gas reali si allontana da questo al cambiare di temperatura e pressione. le leggi che regolano il comportamento possono essere ricavate:
dallo stuio del comportamento dei gas reali in quelle condizioni
applicando le leggi della fisica classica al modello di gas ideale dando origine alla teoria cinetica dei gas.
la teoria cinetica dei gas
il comportamento del gas ideale si basa su 4 leggi
- legge isoterma di Boyle: a temperatura costante, il volume occupato da un gas è inversamente proporzionale alla pressione esercitata su di esso
- legge isobara di Charles: a pressione costante, il volume occupato dal gas aumenta in modo lineare con la temperatura
- legge isocora di Gay Lussac: a volume costante, la pressione aumenta in modo lineare con la temperatura.
- legge di Avogadro: nelle stesse condizioni di pressione e temperatura, il volume occupato da un gas è proporzionale al numero di particelle che lo costituiscono e volumi uguali di gas diversi contengono lo stesso numero di particelle.
legge di stato dei gas ideali
P * V = n * R * T
R = 8,31 o 0,082
questa equazione descrive il comportamento di un gas ideale a tutte le temperture e pressioni.
un gas si allontana da un comportamento ideale in quanto le premesse non sono reali nella realttà. le particelle hanno effettivamente un volume proprio e subiscono l’attrazione per effetto delle forze di Wan der Waals
equazione di Van der Waals
la legge di stato dei as ideali non è in grado di descrivere il comportamento dei gas reali. L’equazione di Van Der Waals descrive il comportamento inserendo due fattori correttivi.
1. poiché il volume delle particelle esiste, il volume per lo spostamento delle particelle è minore
2. poiché le particelle interagiscono tra loro, il moto è più lento e la pressione esercitata dal gas è inferiore
equazione di Wan Der Waals formula
(P * n^2 * a/V^2)(V-bn)= n * R * T
volume molare
volume occupato da una mole di gas a un certo valore di P e T.
in condizioni normali, una mole di qualsiasi gas che si comporta in modo ideale occupa 22,414 dm^3
Se il volume molare di un gas tende a quello di un gas ideale, si trova in condizioni vicine all’idealità.
teoria cinetica dei gas
si basa sull’applicazione delle leggi della fisica classica al gas ideale e permette di ricavare per via teorica le leggi del gas ideale.
la pressione è dovuta agli urti delle particelle e dipende dalla loro frequenza e dal loro impulso.
poichè non tutte le molecole hanno la stessa velocità, viene utilizzato un valore medio, così come per le direzioni, con un angolo medio pari a 1/3.
pressione nelle miscele di gas
la pressione esercitata da una miscela di gas può essere ricavata dal numero totale di molecole.
secondo la legge di dalton, la pressione esercitata da una miscela di gas è pari alla somma delle pressioni che ciascun gas componente eserciterebbe se occupasse da solo tutto il volume, alla stessa temperatura.
la pressione parziale si calcola moltiplicando la pressione totale per la frazione molare del gas.
