La massa di un dato volume di ossigeno è 44,8 g: calcola la massa di un uguale volume di idrogeno

Questo lavoro è stato verificato dal nostro insegnante: 16.02.2026 alle 10:52

Tipologia dell'esercizio: Tema

Aggiunto: 13.02.2026 alle 13:49

Per affrontare il problema di calcolare la massa di un certo volume di idrogeno, conoscendo la massa di un uguale volume di ossigeno, dobbiamo seguire un metodo scientifico basato sulla conoscenza delle proprietà fisiche e chimiche di questi elementi.

Il punto di partenza è la conoscenza delle condizioni standard di temperatura e pressione (STP), che sono °C (273,15 K) e 1 atm. In queste condizioni, un mole di qualunque gas ideale occupa un volume di 22,4 litri. Questa proprietà si applica agli elementi chimici sotto forma di gas, tra cui ossigeno (O₂) e idrogeno (H₂).

Dati: - La massa molecolare (o peso molecolare) dell'ossigeno (O₂) è 32,00 g/mol. - La massa molecolare dell'idrogeno (H₂) è 2,02 g/mol. - Si afferma che la massa di un dato volume di ossigeno è 44,8 g.

Svolgimento: 1. Determinazione dei moli di ossigeno. Dato che la massa di un dato volume di ossigeno è di 44,8 g, e sapendo che la massa molecolare dell'ossigeno è 32,00 g/mol, possiamo calcolare il numero di moli di ossigeno utilizzando la formula: \[ \text{numero di moli} = \frac{\text{massa}}{\text{massa molecolare}} = \frac{44,8 \text{ g}}{32,00 \text{ g/mol}} = 1,4 \text{ mol} \]

2. Determinazione del volume occupato da 1,4 mol di un gas. In condizioni normali, un mole di gas ideale occupa 22,4 litri. Quindi, il volume occupato da 1,4 mol di ossigeno è: \[ \text{volume} = \text{numero di moli} \times 22,4 \text{ L/mol} = 1,4 \times 22,4 \text{ L} = 31,36 \text{ L} \]

3. Calcolo della massa di uguale volume di idrogeno. Ora che sappiamo che il nostro volume di riferimento è 31,36 litri, calcoliamo la massa di idrogeno che occupa lo stesso volume in condizioni standard. Sapendo che nel caso dell'idrogeno: \[ \text{numero di moli di idrogeno} = \frac{\text{volume}}{22,4 \text{ L/mol}} = \frac{31,36 \text{ L}}{22,4 \text{ L/mol}} = 1,4 \text{ mol} \]

La massa di 1,4 mol di idrogeno molecolare (H₂) è calcolata moltiplicando il numero di moli per la massa molecolare dell'idrogeno: \[ \text{massa} = \text{numero di moli} \times \text{massa molecolare} = 1,4 \text{ mol} \times 2,02 \text{ g/mol} = 2,828 \text{ g} \]

Conclusione: Abbiamo trovato che, per un dato volume di 31,36 litri, in condizioni standard di temperatura e pressione, la massa di quel volume di ossigeno è di 44,8 g e la massa dello stesso volume di idrogeno è di 2,828 g. Questo risultato è coerente con il fatto che l'idrogeno è notevolmente più leggero dell'ossigeno, avendo una massa molecolare molto più bassa. Il calcolo dimostra come le mole equivalenti di gas diversi, in condizioni standard, occupino lo stesso volume, ma abbiano masse differenti a seconda delle loro caratteristiche molecolari specifiche.

In sintesi, tale esercizio illustra l'importanza di conoscere le proprietà fondamentali degli elementi e di saper applicare concetti di base della chimica e della fisica, come la legge dei gas ideali. Questo tipo di problem solving è comune nella scienza, dove la capacità di integrare dati numerici e concetti teorici è essenziale per una comprensione completa dei fenomeni naturali.