Stechiometria chimica e gas

Ricordiamo che, per una reazione chimica bilanciata, i calcoli che coinvolgono la massa dei reagenti e dei prodotti e il numero di moli vengono eseguiti seguendo un piano concettuale generale. Qui, i coefficienti stechiometrici sono usati come fattori di conversione tra la mole del reagente e la mole del prodotto. Nelle reazioni chimiche che coinvolgono sostanze gassose, la quantità di gas è tipicamente specificata, in termini di volume, ad una data temperatura e pressione.Questo perché i gas sono fluidi e si espandono per riempire qualsiasi volume disponibile. Nelle reazioni gassose, la quantità molare e il volume di un gas sono correlati tramite la legge dei gas ideali. In questo modo, il numero di moli può essere determinato dal volume del gas e viceversa.La combinazione dei concetti di legge dei gas ideali, massa molare e stechiometria consente calcoli relativi al volume, al numero di moli e alla massa di reagenti e prodotti gassosi. Per esempio, si consideri la reazione fra litio e acqua per produrre idrogeno gassoso. Supponendo che la reazione avvenga a 291 Kelvin e 0, 977 atm, quale quantità di litio produrrà 35, 25 litri di idrogeno?Innanzitutto, applicando la legge del gas ideale e sostituendo i valori dati di pressione, volume, temperatura e costante del gas ideale. Vengono calcolate le moli del gas idrogeno. Poi, utilizzando il rapporto stechiometrico, il numero di moli di idrogeno gassoso viene convertito in moli di litio.Infine, moltiplicando per la massa molare del litio si ottiene una massa di 20, 0 grammi. Pertanto, 20, 0 grammi di litio produrranno 35, 25 litri di idrogeno. Per reazioni chimiche gassose che si verificano a STP.Temperatura e pressione standard. il volume molare, 22, 4 litri, è una costante. Il fattore di conversione viene utilizzato nei calcoli stechiometrici che coinvolgono i gas all’STP.Prendiamo, per esempio, la formazione di acqua a STP. Quanto volume di idrogeno è necessario per produrre 2 grammi di acqua? Seguendo il piano concettuale generale, in primo luogo, la massa dell’acqua viene divisa per la sua massa molare, per ottenere le moli dell’acqua.Quindi il rapporto stechiometrico viene utilizzato per determinare le moli di idrogeno. Infine, la mongolfiera scende. il fattore di conversione da mole a volume in STP L’equazione, se riorganizzata, ci permette viene utilizzato per ottenere 2, 5 litri di idrogeno gassoso.anche di calcolare la massa molare di un gas sconosciuto. Immaginate che un gas sconosciuto con una massa di 12, 5 grammi Quindi, 2, 5 litri di idrogeno produrranno 2 grammi di acqua occupi un volume di 6, 08 litri ed eserciti una pressione di 1, 2 a STP. atm a 40 gradi Celsius.La densità del gas è nota dalla massa e dal volume dati. Quindi, la temperatura in gradi Celsius viene convertita in unità di Kelvin e sostituita nell’equazione insieme ai valori di pressione e costante del gas. Risolvendo per M si ottiene una massa molare di 44 grammi per mole.Pertanto, l’anidride carbonica è il gas sconosciuto.