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Sostanze allo stato gassoso



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Qualsiasi sostanza può presentarsi in uno stato:

  • Solido, quando ha volume e forma propria
  • Liquido, quando ha volume proprio ma non forma propria
  • Gassoso, quando non ha ne volume ne forma propri

Sostanze allo stato gassoso:


Una sostanza si dice allo stato gassoso quando le sue particelle non sono attratte tra loro, non sono legate in legami e si muovono indipendentemente le une dalle altre


I “gas ideali”:

  • sono gas che non esistono in natura ma a cui si fa riferimento nelle trasformazioni dei gas
  • convenzionalmente si definiscono ideali quei gas che hanno le seguenti caratteristiche:
    • ogni particella è un punto matematico
    • non ci sono forze di attrazione tra le particelle
    • il movimento delle particelle è caotico (non segue nessuna direzione)
    • quando le particelle si urtano, il loro urto è elastico (non produce energia)



Le proprietà dei gas dipendono da:

  • Il numero delle moli (nm M) (il numero delle particelle)
  • La temperatura (T) di un gas (la velocità con cui le particelle si muovono)
  • Il volume (V) di un gas (lo spazio a disposizione delle particelle x il loro movimento)
  • La pressione[1] (P) di un gas (data dagli urti delle particelle sulle pareti del recipiente)

Le trasformazioni dei gas:

  • a T e - P cost. -> all’aumentare del nm delle moli, il volume aumenta - V cost. -> all’aumentare del nm delle moli, la pressione aumenta

  • a nm M e T cost. -> P*V = k

Trasformazione isoterma (legge di Boyle): operando a Temperatura e Nm di Moli costanti, il prodotto dei valori di Volume e Pressione è costante (Volume e Pressione sono inversamente proporzionali)

Pt = P0*(1 + t/273)

PT = P273*[1 + (T-273)/273] = P273*(1 + T/273 – 273/273)

= P273* T/273

 


  • a nm M e V cost. -> P/T = k







  • a nm M e P cost. -> V/T = k

Trasformazione isobara (legge di Charles): Operando a pressione e nm moli costanti, all’aumentare della temperatura, il volume aumenta e precisamente all’aumentare di 1°C la temperatura (t) , il volume aumenta di 1/273 della pressione a 0°C


 







  • Il principio di Avogadro: Qualsiasi gas a Nm Moli, temperatura e pressione costante, occuperà uno stesso Volume -> n = 1 mole; t = 0°C; P = 1,0013 bar (1 atm) -> qualsiasi gas occuperà 22,4 l
  • Equazione di stato dei gas perfetti (nelle trasformazioni dei gas, conoscendo 3 delle 4 variabili dell’equazione, è possibile calcolare la quarta) :

g



MM

 


temperatura (in Kelvin)

 

pressione

 

volume (in Litri)

 
P * V = * R * T






densità

 
inoltre: n = d = =







Ogni gas ha 1 temperatura, detta “temperatura critica” in cui l’Energia delle particelle è uguale all’energia dei legami che si possono instaurare tra di esse.


Esistono 2 tipi di sostanze allo stato aeriforme:

  • Vapori, ossia aeriformi che si trovano al di sotto della temperatura critica. Comprimendoli, avendo le particelle energia inferiore a quella dei legami chimici che si instaurano tra di esse, i vapori possono passare allo stato liquido.
  • Gas, ossia aeriformi che si trovano al di sopra della temperatura critica. Comprimendoli, avendo le particelle energia superiore a quella dei legami chimici che si instaurano tra di esse, i gas non possono passare allo stato liquido.



La pressione è la forza esercitata su un unità di superficie.

La pressione è uguale al rapporto tra forza (Newton) e superficie (m2) -> P = N/m2

Unità di misura della Pressione: 1 atm = 1,013 bar; 1 torr = 1/750 bar = 1/760 atm; 1 Pa = 1/105 bar






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