404 10 Le basi chimico fisiche delle operazioni unitarie: La teoria cinetica dei gas esercizio 8 A John William Rayleigh, un importante fisico vissuto tra la fine dell 800 e gli inizi del 900, sono dovute importanti scoperte scientifiche, quali, ad esempio, la prima determinazione di un valore sufficientemente approssimato del numero di particelle presenti in una mole di sostanza (il Numero di Avogadro). Si guadagnò il premio Nobel per la Fisica nel 1904 grazie alla scoperta della presenza dell argon nell atmosfera. Per ottenere le prove scientifiche di questa presenza partì da un campione di aria ed eliminò per assorbimento chimico tutti i gas di cui conosceva la presenza, ossigeno, azoto, anidride carbonica e vapor d acqua. Ottenne così un gas residuo la cui densità era 1,63 g/L alla temperatura di 25°C ed alla pressione di 1 atm. Determinare la massa molare di questo gas. sufficiente applicare la (10.12) che stabilisce la relazione tra massa molare e densità di un gas a determinate condizioni di temperatura e pressione. = P M R T Da cui, esplicitando la massa molare: Molto vicino alla misura odierna della massa molare atomica dell argon, pari a 39,948 g/mol. esercizio 9 Il GPL (gas di petrolio liquefatto) è un combustibile costituito da una miscela i cui componenti principali sono propano e butano, con tracce di altri gas. Il GPL è gassoso a pressione atmosferica ma può facilmente liquefare a pressioni relativamente basse (già intorno a 200 kPa). Una bombola contiene GPL gassoso alla pressione di 150 kPa. Determinare le frazioni molari di propano e butano se la pressione parziale del propano è pP = 100 kPa. Le leggi di Dalton sulle miscele gassose, espressioni (10.13) e (10.20), consentono di determinare frazioni molari e pressioni parziali. Calcolo pressione parziale butano Dove si è indicato con pb la pressione parziale del butano. Per la legge di Dalton sulle miscele gassose la pressione totale è data dalla somma delle pressioni parziali. Calcolo frazioni molari pP 100 kPa = = 0, 67 Ptot 150 kPa p 50 kPa yB = B = = 0, 33 Ptot 150 kPa yP = 10b CAPITOLO_401-406.indd 404 27/04/12 12.01
