Chimica

rico
Ciao, non riesco a farmi quadrare il risultato del seguente esercizio:
"un micuglio gassoso di $N_2H_2$ ha una densita di $0,505 (mg)/(cm^3)$ a 19°C e 748 torr..Quale % della massa e dovuta a H? il risultato e (9,93%)
Io ho provato a ricavarmi le moli dalla densita applicando l equaz. di stato. Successivamente ho trovato la massa di 1 mole e da li la % di H che pero non quadra con il ris.!Qual e il procedimento corretto?
Ciao e grazie a chiunque mi risponda!

Risposte
Celine2
$V=1$L
$T=292$K
Massa=0.505 g

$2(1.0079)n_1+2(14.0067)n_2=0.505$
$n_2=\frac{0.505-2(1.0079)n_1}{2(14.0067)}$

$RT(n_1+\frac{0.505-2(1.0079)n_1}{2(14.0067)})=\frac{748}{760}$

in questo modo per $n_1$ ottengo un valore pari a 0.02487
per la massa di $H_2$ 0.05013
per la percentuale 9.927

rico
a me $n_1$ viene 0,0285...

Celine2
Per quanto riguarda le moli di $H_2$ ti trovi con me?

rico
Scusami ancora Celine, ma il risultato mi viene cmq diverso, ovvero 11,2% di $H_2$...
ma V e 1L giusto?

Celine2
Se appliche l'equzione di stato come da me suggerito non sei in grado direttamente di trovare il numero di moli di $H_2$ e $N_2$...
come da me scritto arrivi all'equazione:

$\frac{n_1RT}{V}+\frac{n_2RT}{V}=\frac{748}{760}$

per la seconda equazione

$PM(H_2)\cdot n_1+PM(N_2)\cdot n_2 =0.505$

se risolvi il sistema trovi $n_1$ ed $n_2$

Io trovo $n_1=0.0248$, grammi di $H_2=0.0496$ percentuale $=9.82%$

Puoi anche adottare un altro metodo, del tutto equivalente:

$(P_1+P_2)V=(n_1+n_2)RT$ da cui ricavi $(n_1+n_2)=\frac{(P_1+P_2)V}{RT}$ con $P_1+P_2=P$

Poi applichi la formula:

$d=\frac{P\cdot(PM_1\cdotX_1+PM_2\cdotX_2)}{RT}$

con PM=peso molecolare (pedice 1 per $H_2$ pedice 2 per $N_2$)
X = frazione molare, nel tuo caso $X_1=\frac{n_1}{n_1+n_2}$ ...

nel miscuglio abbiamo molecole separate di $H_2$ e $N_2$, non capisco perchè scrivi $N_2H_2$...

rico
Non so che dire, o e sbagliato il risultato del libro o sono io che faccio qualche errore. Avevo gia provato a farlo in tal modo ma non torna il risultato.
Io ho proceduto in tal modo:
allora ho trasformato i torr i atm facendo il rapporto 748/760, la T in Kelvin facendo 273+°C e infine, ho trasformato in $(mg)/(cm)^3$ in $g/l$ osservando che il valore numerico e rimasto invariato.
Poi ho proceduto con il metodo da te suggerito, ho trovato il n di moli dalla eq.stato. Questo procedimento l ho applicato 2 volte e alla fine ho sommato i risultati, ottenendo come valore 0,082 mol $N_2H_2$. Da qui mi sono calcolato i g riferiti a quelle moli moltiplicando per il p.m. (30g/mol in questo caso). Successivamente ho calcolato il peso di una mole in g e da li ho ricavato la percentuale dividendo il pm dell H per il peso di una mole $N_2H_2$ e moltiplicato per 100. Il risultato non viene...
Sbaglio qualcosa in tutto cio?

Celine2
Siano $P_1$, $n_1$ pressione e numero moli $H_2$.
Siano $P_2$ ,$n_2$ pressione e numero moli $N_2$.
Sia $P$ la pressione totale

(1) $P_1+P_2=P$ (prima equazione)

$P_1=\frac{n_1RT}{V}$
$P_2=\frac{n_2RT}{V}$

le incognite sono $n_1$ ed $n_2$

(2) massa $H_2$ + massa $N_2$ = massa totale (seconda equazione)

massa in grammi = peso molecolare⋅ numero moli

Anche nella equazione (2) avrai le precedenti incognite

Inoltre $1dm^3=$ $1$L
La temperatura va espressa in K
Se non ricordo male le conversioni la traccia ti dice che in $1dm^3$, ovvero nel volume di 1 litro si trovano $0.505$ grammi complessivi.

rico
ma se applico l eq di stato al posto di P metto 748/760 atm, al posto di T metto quella assegnata,R=0,082... al posto di V?al posto di n?

Celine2
Ogni gas contribuisce in modo autonomo alla pressione totale.
quindi scrivi l'equazione di stato per l'idrogeno e l'azoto, la somma delle pressioni parziali dovrà essere uguale alla pressione totale...

rico
grazie Celine, pero a questo punto non capisco come si applica Dalton o meglio la legge delle pressioni parziali...

Celine2
1) Siano $n_{H_2}$ e $n_{N_2}$ il numero di moli dell'idrogeno e dell'azoto presenti allo stato gassoso.
Appilca la legge di Dalton delle pressioni parziali e tramite l'equazione di stato ottieni la prima equazione nelle incognite $n_{H_2}$ e $n_{N_2}$

2) Sfrutta il concetto di mole, peso molecolare, massa in grammi, densità per scrivere una seconda equazione ed il gioco è fatto...

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