Il metano (CH4) ha effettivamente peso specifico inferiore a quello dell’aria.
\nIl peso specifico dei gas dipende in maniera importante dalle condizioni di pressione e temperatura, se p=1atm e T=298K (25\u00b0C) si ha:<\/p>\n
d(CH4) = 0.65721g\/l
\nd(aria) = 1.18453g\/l<\/p>\n
\nPer un gas il cui comportamento possa essere descritto dal modello dei gas ideali (se siamo a pressione e temperatura ambiente il modello dei gas ideali \u00e8 molto buono per moltissimi gas) il peso specifico pu\u00f2 essere calcolato facilmente nota la massa molare.
\nCi\u00f2 \u00e8 possibile perch\u00e8 per la teoria cinetica dei gas e in particolare per la legge di Avogadro, il numero di molecole di gas che occupa un certo volume \u00e8 lo stesso indipendentemente dalla natura del gas, o in altre parole, una mole di gas, a una certa pressione e temperatura, occupa lo stesso volume indipendentemente dalla natura del gas.<\/p>\n
\nSia il metano che l’aria, a pressione 1 atm e temperatura 25\u00b0C si comportano in ottimo accordo con la legge dei gas perfetti<\/p>\n
pV=nRT <\/p>\n
p \u00e8 la pressione
\nV il volume occupato dal gas
\nn \u00e8 il numero di moli
\nR \u00e8 la costante universale dei gas, il suo valore dipende dalle
\n unit\u00e0 di misura che vogliamo impiegare per il volume e la
\n pressione, se usiamo il litro e l’atmosfera R=0.0821 atm*l\/(mol*K)
\nT \u00e8 la temperatura assoluta (e quindi in Kelvin)<\/p>\n
Per conoscere il volume occupato da una mole di gas alla temperatura T e alla pressione p, basta porre n=1<\/p>\n
pVm=RT Vm:volume molare<\/p>\n
Vm=RT\/p <\/p>\n
se P=1atm e T=298K=25\u00b0C
\nVm=0.0821*298\/1=24.466 l\/mol<\/p>\n
Per trovare il peso specifico del gas desiderato sar\u00e0 ora necessario conoscere la massa molare M.
\nM si calcola facilmente nota la formula molecolare e le masse atomiche degli atomi presenti nella molecola.
\nNel caso del metano:<\/p>\n
M(CH4)=12.0107 + 4*1.00794 = 16.04246 g\/mol <\/p>\n
dCH4(g\/l)=16.04246(g\/mol)\/24.466(l\/mol)=0.656 g\/l<\/p>\n
Si pu\u00f2 notare che c’\u00e8 ottimo accordo tra il dato calcolato e quello ottenuto sperimentalmente.<\/p>\n
\nVediamo un altro esempio, l’anidride carbonica, CO2<\/p>\n
M(CO2) = 12.0107 + 2*15.9994 = 44.0095 g\/mol<\/p>\n
dCO2(g\/l)=44.0095(g\/l)\/24.466(l\/mol)=1.799 g\/l<\/p>\n
L’aria non \u00e8 una sostanza pura ma una miscela, quindi sar\u00e0 necessio ricavare la massa molare media.
\nLa composizione dell’aria \u00e8 circa 78% azoto(N2), 21% ossigeno (O2), 1% argo (Ar)
\n(gli altri gas presenti in tracce non hanno molta importanza in questo contesto per cui li trascurer\u00f2).
\nMN2=2*14.0067=28.0134g\/mol
\nMO2=2*15.9994=31.9988g\/mol
\nMAr=39.948.g\/mol <\/p>\n
(aria)=0.78*28.0134 + 31.9988*0.21 + 39.948*0.01 = 28.970g\/mol<\/p>\n
d(aria)(g\/l)= 28.970(g\/mol)\/24.466(l\/mol)= 1.184g\/l<\/p>\n
Anche in questo caso la legge dei gas perfetti si dimostra adeguata.<\/p>\n
\nQunidi il metano \u00e8 pi\u00f9 “leggero” dell’aria, mentre l’anidride carbonica \u00e8 pi\u00f9 “pesante”.<\/p>\n
\nIl GPL (gas di petrolio liquido) \u00e8 una miscela principalmente di propano(CH3CH2CH3), n-butano(CH3CH2CH2CH3), isobutano (CH3CH(CH3)CH3), e tracce di altri idrocarburi, quali per esempio propene (CH2=CHCH3), 1-butene (CH2=CHCH2CH3) e 2-butene (CH3CH=CHCH3).
\nPropano, n-butano e isopropano, a pressione e temperatura ambiente, sono gas (le loro temperature di ebollizione sono rispettivamente -41.1\u00b0C, -0.5\u00b0C, -11.8\u00b0C) che per\u00f2 possono essere facilmente liquefatti sotto pressione.
\nQuesti gas vengono ottenuti industrialmente nei seguenti modi:
\n1. estrazione dalle frazioni pi\u00f9 leggere della distillizione del petrolio
\n2. dal cracking di idrocarduri pi\u00f9 pesanti
\n3. dal gas naturale<\/p>\n
In genere viene poi aggiunto il tiolo etilico (CH3CH2SH) per dargli un odoraccio (l’arcinota puzza di gas) che possa permettere di rilevare eventuali perdite nei sistemi di stoccaggio-trasporto-impiego.<\/p>\n
\nIl metano, che non pu\u00f2 essere liquefatto a temperatura ambiente (Tc=-82\u00b0C*), non \u00e8 contenuto nel GPL se non in minime tracce.<\/p>\n
*Tc \u00e8 la temperatura critica, ha un valore caratteristico per ogni gas, \u00e8 la temperatura sopra la quale un dato gas non pu\u00f2 essere liquefatto indipendentemente dalla pressione applicata.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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