CHIMIE FIZICA Laborator 4

1

LEGILE GAZELOR

BREVIAR TEORIE

Starea gazoasa se caracterizeaza prin:

Tendinta foarte redusa de aglomerare a particulelor

Distante intermoleculare foarte mari

Forte de coeziune foarte reduse

Energie cinetica foarte mare (care creste odata cu cresterea temperaturii)

Tendinta de miscare foarte mare a particulelor, avand drept consecinta fenomenul de

difuzie

Parametrii care caracterizeaza gazele sunt:

Presiunea

1 atm = 101325 N/m2 = 760 torr = 760 mm Hg = 101325 Pa

Volumul

1 L = 1000 mL; 1 m3 = 1000 L

Temperatura absoluta

T = t + 273

Legile gazului ideal

Gazul ideal este un model mathematic care gazul format din particule punctiforme intre

care se exercita ciocniri elastic, iar fortele de coeziune sunt nule. Gazul real poate fi aproximat

unui gaz ideal, daca presiunea nu este foarte ridicata (de ordinul a cateva atmosfere).

Legile gazului ideal exprima relatiile dintre parametrii de stare, pentru doua stari: starea

initiala (1) si starea finala (2).

daca m este constant

T1 = T2 = constant; p1V1 = p2V2 (Legea Boyle - Mariotte);

p1 = p2 = constant;

(Legea Gay-Lussac);

V1 = V2 = constant;

(Legea Charles)

pV = nRT ecuatia de stare a gazului ideal

pV =

R constanta gazelor perfecte = 0,082 L x atm/ mol x K = 8,314 J/mol x K.

Legea lui Avogadro

CHIMIE FIZICA Laborator 4

2

In conditii normale, un mol de gaz ideal, indifferent de natura acestuia, ocupa un volum

de 22,4 L si contine 6,023 x 1023

particule (NA).

Cantitatea de substanta care contine 6,023 x 1023

particule se numeste mol, iar 22,4 L este

volumul molar VM.

Densitatea gazelor

Se exprima cu relatiile:

=

=

Unde , este densitatea absoluta.

d

unde d este densitatea relativa;

=

, iar

Amestecuri de gaze

Legea lui Dalton:

P = p1 + p2 ++pn; P presiunea totala a amestecului; p1, p2, etc presiunea partiala a

componentului 1, 2, etc.

Unde x1 fractia molara a componentului 1 si P presiunea totala a amestecului.

Unde n1 reprezinta numarul de moli de gaz 1, n2 este numarul de moli de gaz 2 etc.

Unde este masa molecular medie;

CHIMIE FIZICA Laborator 4

3

APLICATII NUMERICE

1. Pentru sinteza amoniacului s-au folosit 1,12 L azot masurati la 0C si 2 atm. Determina:

a) Volumul de hidrogen necesar reactiei, masurat la 27C si 1 atm;

b) Numarul de molecule de amoniac rezultate din reactive

2. 10 g gaz triatomic la 2 atm si 78C ocupa un volum specific de 0,3 m3/ kg. Determina:

a) Formula chimica a gazului

b) Densitatea gazului in conditiile date

3. Densitatea unui gaz X in raport cu aerul este 2,456. Determina:

a) Masa molara a gazului X;

b) Volumul ocupat de 3 moli de gaz la 27C si 2 atm

c) Masa de gaz necesara pentru a reactiona stoechiometric cu 78 g potasiu.

4. Intr-un recipient vidat, cu volumul de 500 mL, se introduc 3,4 g amoniac gazos.

Determina presiunea exercitata de recipient la temperatura de 27C.

5. Intr-o butelie se afla 12,8 g metan si 8,5 g amoniac la temperatura de 22C. Amestecul

gazos exercita o presiune de 3,494 atm. Determina:

a) Masa molecular medie a amestecului gazos

b) Volumul buteliei in care se gaseste amestecul gazos

c) Densitatea relativa a amestecului gazos in raport cu aerul

d) Presiunile partiale ale celor doua gaze

6. Intr-o butelie cu piston se afla dioxid de carbon la temperatura de 17C si presiunea de 1

atm. Temperatura gazului din butelie creste la 162C, astfel incat si volumul buteliei

creste cu 20%. Calculeaza:

a) Presiunea finala in butelie

b) Presiunea gazului la 0C, daca volumul scade cu 0,333 L fata de volumul initial

7. Intr-un cilindru de otel cu volumul de 10 L se afla oxigen la presiunea de 120 atm si

temperatura de 23C. O parte din oxigen se consuma pentru sudura, astfel incat presiunea

scade la 100 atm, temperature fiind de 26C. Calculeaza:

a) Masa de oxigen consumata

b) Densitatea initiala si finala a oxigenului

c) Volumul cantitatii de oxigen din butelie, masurat in conditii normale (la final).

8. Un gaz A cu masa de 3,643 g la temperatura de 107C si presiunea de 4,5 atm ocupa un

volum de 1,25 L.

a) Identifica gazul, stiind ca este monoatomic si calculeaza masa lui molecular

b) Calculeaza densitatea gazului din recipient

c) Determina presiunea gazului, daca se incalzeste la temperatura de 2000C

9. Un compus gazos A are compozitia 85,7% C si 14,3% H in procente de masa. Mase egale

de gaz A si CH4 exercita o presiune de 1450 mm Hg. Presiunea partiala exercitata de CH4

este de 1050 mm Hg. Deetermina:

a) Formula molecular a gazului A

CHIMIE FIZICA Laborator 4

4

b) Masa molecular medie a amestecului gazos

10. Un amestec de doua gaze monoatomice, A si B, in raport molar 1:3, are densitatea

relativa in raport cu hidrogenul egala cu 47, 875, iar diferenta dintre masele lor molecular

este 47.

a) Identifica cele doua gaze A si B

b) Calculeaza presiunea exercitata de amestecul gazos, daca acesta se afla intr-un

cilindru cu capacitatea de 20 L, la temperature de 25C, masa amestecului fiinf 3,875

kg.

c) Ce masa de gaz ar trebui evacuata pentru ca presiunea din recipient sa scada pana la

30 atm

11. Care este densitatea etenei la temperature de 20C si presiunea de 1545 torr?

12. Care sunt presiunile partiale ale componentelor in aerul atmospheric la presiune normal

de 760 mm Hg?

13. Un amestec de CO2 si NH3 are, la 27C si 1 atm, = 0,9655 g/L. Calculeaza:

a) Masa de uree obtinuta, la un randament de 80% fata de CO2, daca volumul

amestecului gazos este 4480 m3

b) Raportul molar CO2 : NH3, la sfarsitul reactiei

c) Masa de solutie de Ca(OH)2, 25%, care retine volumul de dioxid de carbon

nereactionat

d) Volumul solutiei de HCl 36% care neutralizeaza amoniacul nereactionat ( = 1,183 g/

mL)

14. Un gaz, X, cu densitatea relativa in raport cu aerul egala cu 0,969 este amestecat cu alt

gaz, Y, care are densitatea relativa in raport cu aerul egala cu 1,107. Volumul

recipientului in care se amesteca cele doua gaze este de 7,5 L, iar masa amestecului este

de 276 g. La temperature de 27C, presiunea amestecului este de 29,52 atm. Amestecul

gazol se aprinde, obtinandu-se un gaz cu masa moleculara 44. Presiunea devine 24,6 atm,

la temperature de 27C. determina:

a) Raportul molar in care se gasesc cele doua gaze X si Y

b) Masa moleculara medie a amestecului gazos initial, respective final

c) Care va fi masa amestecului gazos dup ace a avut loc aprinderea, daca se deschide

robinetul pentru ca presiunea sa devina 1 atm la temperatura de 27C

15. Sa se determine formula molecular a substanei organice gazoase ce conine 40% C;

6,67% H; 53,33% O i densitatea de 2,24 g/L la 2 atm., i 27oC.

16. S se afle formula molecular a substanei ce conine 85,71% Carbon i 14,29%

Hidrogen, tiind c 5,4 litri hidrocarbur msurate la 127oC i 400 mm Hg cantresc 2,43

grame.

17. ntr-un vas nchis cu volumul 20 L, care conine un amestec echimolecular de CO i CO2

la p = 11,2 atm i 00C, s-au mai introdus 8,96 L CO (conditii normale), 0,0026 kmoli

CO2 precum i o cantitate de azot. La sfritul operaiei presiunea n vas a crescut la 16,8

atm. Se cere:

CHIMIE FIZICA Laborator 4

5

a) Masa de azot adugat;

b) Masa molar medie a amestecului final;

c) Presiunile pariale ale gazelor n amestec.