STATI DI AGGREGAZIONE -...
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STATI DI AGGREGAZIONE
SOLIDO HA FORMA E VOLUME PROPRIO
LIQUIDO NON HA FORMA PROPRIA
HA VOLUME PROPRIO
GAS NON HA NE’ FORMA NE’ VOLUME PROPRI
FORZE INTERMOLECOLARI
Solidi > liquidi >> gas 0
Gas reali> gas ideali =0
STATO GASSOSO
- BASSA DENSITA’ (ELEVATO VOLUME MOLARE)
- ASSENZA DI FORZE INTERMOLECOLARI
- COMPRIMIBILITA’
- MISCIBILITA’ TOTALE
- ESERCITA UNA PRESSIONE
Parametri che definiscono lo stato di un gas:
- Volume V (litri = dm3)
- Pressione P= F/s Pa =N/m2
atmosfere 1atm = 101,3 KPa
torr (mmHg) 1 atm = 760 torr
-Numero di moli n
-Temperatura T °C 1°C 1K corrispondenza
K TK = T°C + 273,15
LEGGI DEI GAS
Legge di Boyle T= costante (isoterma)
PV = costante P1V1=P2V2 (1 mole di gas)
V
P
V
T
P
T
PV=nRT R= 0,0821 atm.l.moli-1.K-1=8,31J.moli-1. K-1 ; P0 V0 = P1 V1
R=PV/nT T(K) = t(°C)+273,15 T0 T1
Leggi di Gay-Lussac
P= costante (isobara) V = costante (isocora)
V1 = T1 V0 = V1 P1 = T1 P0 = P1
V0 T0 T0 T1 P0 T0 T0 T1
PRINC. DI AVOGADRO: volumi uguali di gas diversi a 0 °C e 1 atm→ugual n° di molecole
N= 6,022 .1023 molecole; Vmolare=22,414 litri
PV = nRT R= 0,0821 atm x l/K.moli
V=? P= 1,0 atm T= 0°C = 273°K n= 1mole
V= nRT = 1x 0,0821 x 273 = 22,4 l (24.4 l a 25ºC e 1atm)
P 1Det. del PM dalla densita’ secondo Avogadro; e dalla eq. di stato
d = g g = n.PM PV =nRT n = P n=g/PM V V RT
d = PM.n = PM P P, T = cost dPM (PV=g/PM.RT)V RT
dA = PMAP dB = PMBP dA = PMART RT dB PMB
H2 d = 2/24,4 = 0,0819 g/l ; d= 2/22,4=0,089 g/l
N2 d = 28/24,4 = 1,147 g/l; d=28/22,4= 1,25 g/l
dN2/ dH2 = 1,25/0,089= 1,147/0,0819= 14,0= 28/2
MISCELE DI GAS - P parziali, legge di Dalton
Ptot = PA + PB + PC +…..= SiPi
pressione pressionitotale parziali
PA = nART/V
PB = nBRT/V
Ptot = ntotRT/V
PA_= nART/V = nA = xA frazione molare PA = xA.Ptot
Ptot ntotRT/V ntot
xA + xB + xC +…..= Sixi = Si(ni/ntot) = 1
Ptot = PA + PB + PC +…..= xA.Ptot+ xB
.Ptot + xC.Ptot +…..=
Ptot (xA + xB + xC +…..) = Ptot Sixi = Ptot
Vtot = VA + VB + VC +…..= SiVi
volumi parziali
VA/Vtot = nA/ntot = xA
VA = nART/P
Vtot = ntotRT/P
GAS IDEALE
(alta T, bassa P)
- Molecole puntiformi
-Assenza di interazioni
TEORIA CINETICA DEI GAS
-Moto caotico
-Urti elastici
-Energia cinetica = energia termica
EK = ½ mv2
____ ___
EK = ½ mv2 = 3/2 kT_ ____ ________v = <v2> = (3 kT/m)
____
EK = Energia cinetica media_v = velocità media
k = costante di Boltzmannk=R/NA = 1,38 x10-23 J/K
LEGGE DI GRAHAM
T = cost A, B mA, mB_ _
EK A = EK B vAvB_ _
½ mAvA2 = ½ mBvB
2
_ _mA/mB= vB
2/vA2
_ _ _____vB/vA
2 = mA/mB legge di Graham
GAS REALI
- Molecole non puntiformi covolume
- Interazioni intermolecolari
Gas ideali PV=nRT
Per 1 mole PV =RT
Gas reali
(P+ a )(V-b)= RT per 1 moleV2
(P+ n2a )(V-nb)= nRT per n moliV2
a = pressione internaV2
b =covolume
V
P
LIQUIDI
- Volume proprio, forma non propria
- Densità
- Ordine a corto raggio
- Disordine a lungo raggio
- Poco comprimibili
- Isotropia
- Viscosità
Volume liquidi < Volume gas
- Molecole libere di muoversi
- Forze intermolecolari 0
Liquido-vapore evaporazione
DHev entalpia (calore latente) di evaporazione
P
T
P = P0.e
-DHev
RT
Solido-vapore sublimazione
DHsub entalpia (calore latente) di sublimazione
P = P0.e
-DHsub
RT
LIQUIDO
GASSOLIDO
FUSIO
NE
SOLID
IFIC
AZ.
EVA
PORA
ZION
E
CO
ND
ENSA
ZSUBLIMAZIONE
BRINAMENTO
PASSAGGI DI STATO
DHsol = - DHfus
DHcond = - DHev
DHsub= DHfus+DHev
T
Q
Teb
Tfus
DHfus DHeb
solido
liquido
gas
CURVE DI RISCALDAMENTO
STATO SOLIDO
-FORMA PROPRIA E VOLUME PROPRIO
-RIPETIZIONE IN 3D DI UNA STESSA UNITA’ CELLA ELEMENTARE
STRUTTURA PERIODICA RETICOLO CRISTALLINO
ENERGIA RETICOLARE
-ORDINE A LUNGO RAGGIO ANISOTROPIA
AMORFI VETRI
d
hDIFFRAZIONE RX
Determinazione struttura cristallina
2d senq = nl
SOLIDI IONICI
COVALENTI
MOLECOLARI (Van der Waals)
METALLICI
SOLIDI IONICI
IONI e ⊖; tenuti insieme da INTERAZIONI COULOMBIANE
ENERGIA RETICOLARE
LEGAME IONICO
Ioni positivi (cationi) elementi aventi basso I (metalli)
Ioni negativi (anioni) elementi aventi alta Ae (non metalli)
+ - + - + -
+ - + - + -
+-+-+-
+-+-+-- Alto p.f.
- Fragilità
- Isolanti
- Conduttori se fusi
- Solubili in H2O soluzioni conduttrici
+-+-
+ - + -
+ - + - + -
+
-
+-
+ -
+
-
+-
-
+
-
+-
+
-
+-
+
-
+
+ -
+-
+-
+-
+-
+-
SOLIDI COVALENTI
IL SOLIDO E’ COME UN’UNICA GRANDE MOLECOLA TENUTA
INSIEME DA INTERAZIONI COVALENTI
Es. C, SiO2 (forme allotropiche del carbonio: grafite, diamante, fullerene)
Alto pf, durezza, isolanti
SOLIDI MOLECOLARI
MOLECOLE TENUTE INSIEME DA:
- FORZE DI VAN DER WAALS
- LEGAME IDROGENO
- Es. H2O, I2, CO2, composti organici
etc.
Caratteristiche:
Basso pf
isolanti
SOLIDI METALLICI
+ + + +
+ + + +
+ + + +e-e-e-
e- e- e-RETICOLO CRISTALLINO
IONI METALLICI
ELETTRONI DI VALENZA
MARE DI FERMI
LEGAME METALLICO
BANDA DI VALENZA(PIENA)
BANDA DI CONDUZIONE(VUOTA)
NA
NA
BANDA DI ENERGIA
NA/2 LIVELLI PIENI
NA/2 LIVELLI VUOTI CONDUCIBILITA’
-ELETTRICA
-TERMICA
Alto pf
MALLEABILITA’,
DUTTILITA’
Leggi di Ohm
V= R.I R = r l
S
r = r0(1+aT)