QUIZ DI "GAS E PROPRIETA' COLLIGATIVE" - NAZIONALI CATEGORIA C

La costante di Henry, denotata come "H," è una costante che esprime la solubilità di un gas in un liquido. In particolare, rappresenta la relazione tra la pressione parziale di un gas sopra il liquido e la concentrazione del gas disciolto nel liquido. La formula generale per la legge di Henry è:

p = H * x

Dove:

"p" rappresenta la pressione parziale del gas sopra il liquido.

"H" è la costante di Henry.

"x" è la frazione molare del gas nel liquido.

Nel tuo caso, stai cercando di calcolare la costante di Henry, "H," per il clorometano. Hai dati sulla pressione di vapore del clorometano a diverse frazioni molari a 25 °C. I dati sono i seguenti:

x = 0,005, p = 27,3 kPa

x = 0,009, p = 48,4 kPa

x = 0,019, p = 101 kPa

Per calcolare "H," puoi utilizzare uno qualsiasi di questi punti dati. Prenderemo il primo punto:

x = 0,005

p = 27,3 kPa

Applicando la legge di Henry, otteniamo:

H = p / x = (27,3 kPa) / 0,005

H = 5460 kPa/mol

Ora, poiché la costante di Henry è di solito espressa in pascal per mole (Pa/mol), dovresti convertire kPa in Pa moltiplicando per 1000:

H = 5460 * 1000 Pa/mol = 5,460,000 Pa/mol

La risposta è quindi la "D) HC = 5,5 ∙ 10⁶ Pa," che indica che la costante di Henry per il clorometano è di circa 5,5 milioni di pascal per mole.

La risposta corretta è la D per il calcolo delle pressioni parziali di He (P_(He)) e N₂ (P_(N2)).
Dalla legge dei gas ideali, PV = nRT, è possibile calcolare il numero di moli (n) presenti nella miscela. La pressione (P) è di 3,01 ∙10⁵ Pa, la temperatura (T) è di 295,15 K, il volume (V) è in questo caso 1 litro, e la costante dei gas (R) è 8,31 J/(mol·K). Quindi, n = PV/RT = (3,01 ∙10⁵ Pa) x (1 L) / (8,31 J/(mol·K) x 295,15 K) ≈ 0,123 mol.

La miscela è composta da due gas, He e N₂.

Supponiamo che ci siano n moli di He e (0,123 - n) moli di N₂.

La massa totale della miscela è data dalla densità (1,755 g/L) moltiplicata per il volume (1 L), il che ci dà 1,755 g. Poiché la massa totale è costante, possiamo scrivere un'equazione che lega le moli dei due gas alla loro massa:

n x MM_(He) + (0,123 - n) x MM_(N2) = 1,755 g dove MM_(He) è la massa molare dell'elio (4 g/mol) e MM_(N2) è la massa molare dell'azoto (28 g/mol).

Risolvendo questa equazione per n, otteniamo n ≈ 0,0704 mol di He e (0,123 - 0,0704) ≈ 0,058 mol di N₂.

Ora possiamo calcolare le pressioni parziali dei due gas utilizzando la legge dei gas ideali:

P_(He) = n_(He) x RT / V = (0,0704 mol) x (8,31 J/(mol·K)) x 295,15 K / (1 L) ≈ 1,7 ∙10⁵ Pa

P_(N2) = n_(N2) x RT / V = (0,058 mol) x (8,31 J/(mol·K)) x 295,15 K / (1 L) ≈ 1,3 x 10⁵ Pa

La somma delle pressioni parziali è effettivamente 3,0 ∙10⁵ Pa, che è uguale alla pressione totale della miscela. Quindi, la risposta corretta è la D.

La risposta corretta è la B perché la dissoluzione di molti sali, quando avviene in acqua, causa un abbassamento della temperatura della soluzione circostante. Questo fenomeno non è causato dal fatto che i sali siano già freddi in partenza (risposta D), ma è legato al controllo entropico del processo.

Nel processo di dissoluzione, se si verifica un abbassamento di temperatura nella soluzione, ciò implica che il sistema ha assorbito calore dall'ambiente circostante. Questo significa che il processo è endotermico, con un ∆H positivo. Tuttavia, la variazione dell'energia libera di Gibbs (∆G) per il processo di dissoluzione è negativa. Questo indica che l'entropia, rappresentata da T∆S, gioca un ruolo predominante nella diminuzione dell'energia libera di Gibbs, contribuendo così alla reazione di dissoluzione.

Quindi, la diminuzione della temperatura osservata è il risultato di un processo in cui l'entropia svolge un ruolo importante, portando alla risposta corretta di controllo entropico (risposta B).