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Pressione totale di due gas

Esercizio sul calcolo della pressione totale di due gas

Alla temperatura di 120°C, un recipiente di 30,0 litri contiene 0,29 kg di elio (MM = 4,00 g/mol) e 4,13 kg di azoto (MM = 28,0 g/mol).

Si determini la pressione totale che i due gas esercitano, assumendo che abbiano un comportamento ideale.

Svolgimento dell'esercizio

Secondo la legge di Dalton, la pressione totale esercitata dai due gas è uguale alla somma delle pressioni parziali esercitate dai singoli gas (elio e azoto).

Consultando qualsiasi tavola periodica degli elementi, ricaviamo la massa molare dell'elio:

MM (He) = 4,00 g/mol

Calcoliamo la massa molare dell'azoto:

Mm (N2) = (14,01 · 2) = 28,02 g/mol

Calcoliamo il numero di moli di He dividendo la massa in grammi (0,29 kg = 290 g) per il valore della massa molare dell'elio:

n (He) = g / MM = 290 / 4,00 = 72,5 mol

Calcoliamo, procedendo nello stesso modo, il numero di moli di azoto; in questo caso bisogna però ricordare che 4,13 kg = 4130 kg:

n (N2) = g / MM = 4130 / 28,02 = 147,4 mol

Sommiamo le moli dei due componenti gassosi:

ntot = n (He) + n (N2) = 72,5 + 147,4 = 219,9 mol

Ricordando che:

Ptot · V = ntot · R · T

in cui:

determiniamo la pressione totale della miscela gassosa:

Ptot = ntot · R · T / V

Sostituendo in modo opportuno i dati a nostra disposizione, si ha che:

Ptot = 219,9 · 0,0821 · 393 / 30 = 236, 5 atm

Pertanto la pressione totale esercitata dai due gas è pari a 236,5 atm.

Alternativamente si potevano calcolare separatamente le due pressioni dei due gas applicando per due volte l'equazione generale dei gas (P · V = n · R · T) e successivamente sommare le due pressioni parziali. Il procedimento da noi adottato è sicuramente di più veloce risoluzione.

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