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Un problema sui gas...

Rosanna chiede aiuto per calcolare la pressione all'interno di un recipiente di volume 10,00 L in cui si introducono 1,00 g di NH4HCO3 che, alla temperatura di 300 °C, si decompone secondo la reazione NH4HCO3(s) → NH3(g) + CO2(g) + H2O(g).
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Rosanna ha scritto: Gentile professoressa, per favore mi potrebbe aiutare a risolvere questo esercizio? In un recipiente di volume 10,00 L si introducono 1,00 g di NH4HCO3. La temperatura viene alzata fino a 300 °C e il composto si decompone qualitativamente secondo la reazione:

NH4HCO3(s) NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)

Pressione all'interno del recipiente? Grazie mille in anticipo.   Ecco l’aiuto: Non so di preciso a quale settore di contenuto si riferisce l’esercizio, ma a partire dai dati del problema è lecito supporre che si tratti di un’applicazione delle leggi dei gas. In quest’ipotesi, la decomposizione dell’idrogenocarbonato di ammonio dovrebbe essere quantitativa e non qualitativa, e il problema si può risolvere calcolando
  • la quantità in moli di NH4HCO3,
  • la quantità in moli di ciascuno dei gas prodotti tenendo conto dei rapporti molari di reazione,
  • la quantità totale di moli gassose prodotte,
  • la pressione che i gas esercitano all’interno del recipiente (considerando ideale il loro comportamento) a partire dall’equazione di stato dei gas ideali.
I calcoli in dettaglio sono questi:

nNH4HCO3 = m/mmolare = 1,00 g/ 79,06 g/mol = 1,26·10-2 mol

nNH3 = nNH4HCO3 = 1,26·10-2 mol

nCO2 = nNH4HCO3 = 1,26·10-2 mol

nH2O= nNH4HCO3 = 1,26·10-2 mol

ntotalegas= nNH3 + n CO2 + n H2O= 3×1,26·10-2 mol = 3,78·10-2 mol

PV = nRT         T = (300 + 273) K = 573 K

P = nRT / V = 3,78·10-2mol × 0,0821L·atm/K·mol × 573K / 10,00L = 0,178 atm

In conclusione, supponendo che nel recipiente iniziale sia stato fatto il vuoto, la pressione che si registra una volta che tutto l’idrogenocarbonato di ammonio si è decomposto è 0,178 atm.

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