Mole peso molare e numero di Avogadro

 

 

 

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Mole peso molare e numero di Avogadro

PESO MOLECOLARE DEI GAS

 

 

IPOTESI DI AVOGADRO

 

   L’ipotesi di Avogadro afferma questo: “Uguali volumi di gas diversi, alle stesse condizioni di temperatura e pressione, contengono lo stesso numero di molecole.” Così 1 litro ( o ml o altra unità di volume) di ossigeno contiene lo stesso numero di molecole di 1 litro ( o ml o altra unità di volume) di idrogeno o di qualsiasi altro gas.

 

   L’ipotesi di Avogadro permette di determinare il peso relativo delle molecole (peso molecolare) di gas. La logica è la seguente:

1. Il peso di 1 litro di qualsiasi gas è il peso di tutte le molecole in 1 litro del gas.
2. Un litro di qualsiasi gas contiene lo stresso numero di molecole di un litro di un qualsiasi altro gas.
3. Quindi se un litro di gas pesa il doppio di un litro di un altro gas, è perché ciascuna molecola del primo gas pesa il doppio di ciascuna molecola del secondo gas. In questo caso, il peso molecolare del primo gas sarà il doppio di quello del secondo gas.
4. In generale, il peso relativo delle molecole di tutti i gas può essere determinato dall’aggiunta di volumi equivalenti di gas.

 

   Per esempio:  a condizioni standard^*, 1 litro di ossigeno pesa 1,43 g e 1 litro di monossido di carbonio pesa 1,25 g. Dall’ipotesi di Avogadro, 1 litro di monossido di carbonio contiene lo stesso numero di molecole di 1 litro di ossigeno. Da ciò una molecola di monossido di carbonio pesa 1,25/1,43 volte di una molecola di ossigeno. Di conseguenza, se poniamo il peso dell’ossigeno uguale a 32, il peso dell’ossido di carbonio è 1,25/1,43 x 32 = 28.

 

    Il metodo della densità dei gas può essere applicato con anche per la determinazione del peso atomico, in particolare per gli elementi più leggeri. 

   Questi esperimenti approssimati possono essere usati, insieme con la composizione chimica, per stabilire il peso molecolare, e da qui risalire alla formula molecolare di un composto gassoso. Per esempio un idruro di silicone la cui formula empirica è SiH₃  ha una densità gassosa approssimata a S.T.P. di 2,9 g/l.  Confrontandola con l’ossigeno, di cui si conosce il peso molecolare e la densità, il peso molecolare dell’idruro risulta 2,9/1,43 x 32 = 65. Sebbene il peso molecolare così calcolato potrebbe avere un errore approssimato più o meno  del 10% , esso è sufficientemente accurato per assegnare alla molecola la formula Si₂H₆ ( peso molecolare 62,2) e scartare SiH₃ ( peso molecolare = 31,1), Si₃H₉ (93,3), o molecole con pesi più alti.

 

 

VOLUME MOLARE, O VOLUME DI UNA GRAMMO MOLECOLA

 

   Una molecola di ossigeno è noto che contiene 2 atomi di ossigeno. Quindi il peso molecolare dell’ossigeno è il doppio del peso atomico, 2 x 16,0, ovvero 32,0.

   La densità dell’ossigeno a c.n. è 1,429 g/l. il volume occupato da 1 mole (32.0 g)di ossigeno è 32,0 g/1,429 g/l =22,4 litri a c.n.

 

   In altre parole, 22,4 litri di ossigeno a c.n. contengono 1 mole (6,02 x 10²³ molecole) di ossigeno. Dall’ipotesi di Avogadro, 22,4 litri di qualsiasi gas a c.n. conterranno lo stesso numero di molecole (6,02 x 10²³ ) di 22,4 litri di ossigeno. perciò il peso di 22,4 litri di qualsiasi gas a c.n. può essere considerato il peso grammo molecolare.     In questo modo se 22,4 litri di azoto a c.n. pesano 28 grammi, il peso molecolare dell’azoto è 28.il volume molare normale di un gas si dice essere 22,4 litri, il volume di una mole a c.n.

 

LEGGE GENERALE DEI GAS

 

    La legge generale dei gas può essere considerata come una generalizzazione dell’ipotesi di Avogadro. Se il volume molare è lo stesso per tutti i gas a c.n., allora il volume molare ad ogni altra temperatura e pressione è lo stesso anche per tutti i gas ideali. Questo è vero perché le leggi che governano il cambiamento di volume dei gas con la variazione della temperatura e della pressione sono le stesse per tutti i gas ideali. La rappresentazione matematica della generalizzazione della legge dei gas è

 

                                                PV = nRT

Dove  n = numero di molecole di gas, e   R = costante molare dei gas.

 

   Il numero di moli, n, può essere rappresentato da  g/M, la massa in grammi diviso il peso molecolare. La densità di un gas, d, può essere ricavata direttamente dall’equazione       d = g/V  = PV/RT.  Quindi a c.n. la densità di un gas è direttamente proporzionale al suo peso molecolare.

   Il valore numerico di R può essere valutato  dal volume molare di un gas ideale a c.n.

 

     R = PV  =   1 atm   x   22,4 l  =  0,0821  l  atm   =  0,0821   l atm °K^-1 mole^-1

                 nT        1 mole x 273°K                  °K mole

 

Problemi Risolti

 

VOLUMI E PESI MOLECOLARI DI GAS

 

8.1. Determinare il peso molecolare approssimato di un gas sapendo che 560 ml pesano  1,55g a c.n.

 

       M = gRT/PV = 1,55g X 0,0821   l atm °K^-1 mole^-1  x 273°K  =   62,0 g/mole                                                       

                                                    1 atm x 0,560 l

 

Altro metodo.

                 Peso molecolare = peso di 1 litro a c.n. x numero di litri in 1 mole

                                           

                                             = 1,55  g  x 22,4 l/mole   =   62,0 g/mole

                                                0,560 l

 

Fonte: http://www.luindil.it/chimica/archivio/fILE/TAGLIONI/PESO%20MOLECOLARE%20DEI%20GAS.doc

Sito web da visitare: http://www.luindil.it/

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

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