Ultimo aggiornamento: 2026-07-01

A cosa risponde la stechiometria dei gas

Un’equazione chimica bilanciata indica come sono legate le quantità di reagenti e prodotti. Quando uno di quei prodotti è un gas, sorge una domanda naturale: quanto gas — misurato come volume — produce la reazione? La stechiometria dei gas risponde esattamente a questo, facendo da ponte tra la contabilità in moli dell’equazione e il volume fisico che un gas occupa.

Il calcolo ha due parti. Prima, il rapporto molare dell’equazione bilanciata converte la quantità di una sostanza nota in moli di gas. Poi, la legge dei gas perfetti trasforma quelle moli in un volume alla temperatura e pressione in cui il gas viene raccolto.

I due passaggi

Passaggio 1 — rapporto molare

Se la sostanza nota compare con coefficiente $a$ e il gas prodotto con coefficiente $b$ nell’equazione bilanciata, allora

Il rapporto $b/a$ si legge direttamente dai coefficienti; per questo passaggio nient’altro dell’equazione conta.

Passaggio 2 — legge dei gas perfetti

Con le moli di gas a disposizione, la legge dei gas perfetti dà il volume:

Qui $R$ è la costante dei gas, $T$ la temperatura assoluta e $P$ la pressione. Usare $R = 0{,}082057$ L·atm·mol⁻¹·K⁻¹ mantiene il volume in litri quando la pressione è in atmosfere e la temperatura in kelvin.

Esempio svolto

Il perossido di idrogeno si decompone secondo

Quanti litri di ossigeno si formano quando 2 mol di H₂O₂ si decompongono a 0 °C e 1 atm?

1. Rapporto molare: la nota è H₂O₂ con coefficiente 2, il gas è O₂ con coefficiente 1, quindi n(O₂) = 2 × 1/2 = 1 mol.
2. Legge dei gas perfetti: V = (1 × 0,082057 × 273,15) / 1 = 22,41 L.

Quindi 2 mol di perossido di idrogeno liberano circa 22,41 L di ossigeno alle condizioni standard di temperatura e pressione.

Partire da una massa

Le reazioni si pesano spesso anziché misurarle in moli. Per partire da una massa, convertila prima in moli dividendola per la massa molare e poi inserisci il risultato come quantità nota. Per esempio, 68 g di H₂O₂ (massa molare 34 g/mol) sono 2 mol, il valore usato nell’esempio sopra. Il rapporto molare e la legge dei gas proseguono poi invariati.

Scegliere temperatura e pressione

Il volume di un gas dipende dalle condizioni a cui viene misurato, quindi la temperatura e la pressione inserite devono corrispondere al punto in cui il gas viene raccolto. Due riferimenti ricorrono di continuo: lo STP più vecchio di 0 °C e 1 atm dà un volume molare di 22,41 L/mol, mentre lo STP IUPAC di 0 °C e 100 kPa dà 22,71 L/mol. Quando un problema descrive condizioni ambientali, usa quelle: il volume cresce in proporzione alla temperatura assoluta e diminuisce in modo inverso con la pressione.

Quando l’ipotesi di gas ideale viene meno

La legge dei gas perfetti tratta le molecole come particelle puntiformi senza attrazione reciproca, il che vale bene a bassa pressione e alta temperatura. Vicino al punto di ebollizione di un gas o ad alta pressione, le forze intermolecolari e il volume molecolare finito causano deviazioni misurabili, e un modello di gas reale come l’equazione di van der Waals dà una stima più vicina. Per le temperature e pressioni dei problemi tipici di aula e laboratorio, il risultato del gas ideale è abbastanza preciso.

Calcoli correlati

Il passaggio del rapporto molare è il cuore di ogni problema di stechiometria, e il passaggio della legge dei gas è condiviso con i calcolatori di volume molare e di gas ideale. Quando la quantità nota è data come massa, una conversione mole–massa precede questo calcolo; quando il gas è uno di più prodotti che competono per un reagente limitante, prima va un’analisi del reagente limitante.