Gas Reali 2024 PDF

CHIMICA GENERALE Gas reali DOCENTE: PROF.SSA MAURIZIA SEGGIANI [email protected] TEL: 050 2217881  GAS REALI Nel caso di comportamento non ideale (condizioni di pressione sufficientemente alta e(/o temperatura bassa), è necessario fare ricorso ad e...

CHIMICA GENERALE Gas reali DOCENTE: PROF.SSA MAURIZIA SEGGIANI [email protected] TEL: 050 2217881  GAS REALI Nel caso di comportamento non ideale (condizioni di pressione sufficientemente alta e(/o temperatura bassa), è necessario fare ricorso ad equazioni di stato più complesse. La differenza di comportamento tra gas reali e gas ideali è ben evidenziato dal fattore di comprimibilità z: z= 2 Fattore di comprimibilità: A) per gas diversi alla stessa temperatura (293 K) e B) per il CH4 a temperature diverse.  GAS REALI z è reperibile per alcuni gas in letteratura per diversi valori di temperatura e pressione, spesso si utilizzano gli andamenti generalizzati di z in funzione di Tr (T/Tc) e Pr (P/Pc) in forma grafica per bassa, media ed alta pressione. Pr = P/Pc ≤1 3 GAS REALI Pr ≤ 7 4 GAS REALI 5 10 ≤ Pr ≤ 40 DENSITÀ DI AERIFORMI NON IDEALI 6  GAS REALI Equazione di van der Waals per i gas reali: a e b sono le costanti di van der Waals e si determinano sperimentalmente e variano da gas a gas. Johannes Diderik van der Waals pressione interna o di coesione; (1837 –1923) fisico e matematico olandese. Premio Nobel per la Fisica 1910, covolume Campo di applicazione molto ampio (vicino alle condizioni di liquefazione (alte P e basse T)). NOTA: Nelle reazioni chimiche in cui sono coinvolte specie gassose si utilizza normalmente l’equazione dei gas perfetti in quanto nelle condizioni di P e T, 7 normalmente impiegate, l’utilizzo di tale equazione è un’approssimazione accettabile  GAS REALI Equazione di van der Waals per i gas reali. Esercizio a) Si stabilisca la differenza percentuale tra la pressione prevista da van der Waals e quella prevista dall’eq. dei gas ideali per una mole di O2 contenuta in un volume di 15 L alla T = 20°C. Per l’O2: a = 1.36 L2 atm mol-2 e b = 0.03183 L mol-1 b) Si valuti tale differenza percentuale a T = - 60°C. Risposta: a) - 0.16% b) - 0.3 % 8  LIQUEFAZIONE DI UN GAS Liquefazione di un gas: trasformazione di un gas in liquido. Tale operazione è realizzabile sottoponendo il gas a compressione e/o raffreddamento. Temperatura critica, Tc: temperatura al di sopra della quale non è possibile liquefare il gas per compressione. Pressione critica, Pc: la pressione alla Tc. 9 Diagramma di Andrews nel piano P, V per CO2  LIQUEFAZIONE DI UN GAS Quindi si definisce vapore una specie gassosa che si trova a T al di sotto della sua TC che può essere portato allo stato liquido (condensazione) per semplice compressione; mentre gas è una specie gassosa che si trova a T al di sopra della sua TC che NON può essere portato allo stato liquido per compressione a quella T. In pratica è d’uso attribuire il nome di vapore (per esempio, vapor d'acqua, alcol etilico, ammoniaca) a quelle specie gassose che presentano Tc nettamente al di sopra della T ambiente e gas, invece (per esempio, ossigeno, azoto) a quelle specie con Tc nettamente al di sotto della T ambiente (per esempio, l'idrogeno ha Tc di −240 °C). Diagramma di Andrews nel piano P, V per CO2 10  LIQUEFAZIONE DI UN GAS La Tc è indicativa dell’intensità delle forze attrattive intermolecolari: se queste forze sono molto deboli (elio e idrogeno) la Tc è molto bassa e la liquefazione è un processo molto difficile; se invece tali forze sono significative (CO2, H2O e NH3) la Tc è elevata e il processo di liquefazione molto più semplice. 11 Next lesson: Introduzione ai processi termodinamici e termochimica 12