Quimica- Teoria Cinetica dos Gases

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Fernanda Mol 
Teoria cinética dos gases 
1. Características do estado gasoso 
Subs gasosas nas cnd. ambientes são geralmente formadas 
por moléculas constituídas de poucos átomos. 
- gases são formados de partículas: átomos ou moléculas 
-partículas são dotadas de movimento desordenado 
-grande distância entre as partículas, tendo essas volumes 
desprezíveis se comparados ao do recipiente 
-colisões perfeitamente elásticas e de duração desprezível-> 
sem perda de energia, tendo as partículas mov. contínuo 
-o conjunto de partículas é dotado de velocidade e energia 
cinética média, estando a E diretamente proporcional à 
temperatura 
- forças de atração e repulsão entre as partículas são 
desprezíveis, menos durante uma colisão. Entre 2 colisões as 
partículas estão em MRU 
- gases se difundem facilmente, tem alto valor de 
compressibilidade e expansibilidade. 
- as partículas apresentam alta energia cinética média, já 
que as forças atrativas e repulsivas entre elas são baixas. 
 
2. Variáveis de um gás 
2.1. Volume 
Espaço ocupado. 
2.2. Pressão 
Forca por unidade de área: P=F/A. 
 
Pressão atmosférica (p.a.) 
 Varia com a altitude 
É a pressão que a coluna de ar atmosférico exerce 
sobre a superfície terrestre. Ao nível do mar essa 
coluna é a maior possível (1atm). Onde a altitude é 
maior, a coluna é menor, sendo o ar mais rarefeito e a 
p.a. menor. Geralmente a p.a. é determinada com 
auxílio do barômetro, um tubo contendo mercúrio. 1 
atm.=760mmHg. 
 
2.3. Temperatura 
Medida do grau de agitação das partículas (Ec média). 
Geralmente medida em Kelvin. [TK=TC+273] 
 
 
3.Transformacoes gasosas 
3.1. Isotérmicas 
Lei de Boyle: à temperatura constante, o volume 
ocupado por determinada massa gasosa é 
inversamente proporcional à pressão a que ela se 
encontra submetida. 
Ex.: Ao reduzirmos o volume ocupado pela amostra gasosa 
à metade, a energia cinética média das moléculas não se 
altera, pois a temperatura se mantém constante. O caminho 
médio percorrido pelas moléculas diminui, fazendo com que 
a frequência de colisões das partículas com as paredes do 
recipiente aumente (maior pressão). 
3.2. Isobárica 
Lei de Gay-Lussac: sobre pressão constante, o volume 
de uma determinada massa gasosa é diretamente 
proporcional à sua temperatura absoluta. 
3.3. Isocórica, isovolumétrica ou isométrica 
Lei de Charles e Gay-Lussac: sob volume constante a 
pressão exercida por uma determinada massa gasosa é 
diretamente proporcional à temperatura absoluta. 
Ex.: Considerando que aqueça-se um sistema que não possa 
ser expandido, a pressão aumentará a medida que a E 
média das moléculas aumenta o que faz com que essas 
colidam com maior intensidade à parede do recipiente. 
 
4. Equação geral dos gases 
Pi Vi/Ti = Pf Vf/Tf 
 
5. Gases ideais versus gases reais 
A Teoria Cinética Molecular aplica-se perfeitamente a 
um gás quando ele é ideal. Quando um gás real é 
submetido a altas temperaturas e a baixas pressões, se 
comporta como um gás ideal. 
 
6. Leis volumétricas 
Lei de Gay-Lussac da combinação de volumes: 
 Quando medidos sob a mesma condição de 
temperatura e pressão, os volumes de reagentes e de 
produtos gasosos de uma reação podem ser expressos 
em uma razão de números pequenos e inteiros. 
Hipótese de Avogadro: volumes iguais, de gases 
diferentes submetidos às mesmas condições de 
temperatura e pressão apresentam a mesma 
quantidade de moléculas. obs.: 1 mol de partículas = 
6,02x10²³ partículas 
 
7. Equação de Clapeyron 
 
 
 
 
 
 
R: constante universal dos 
gases 
T: em Kelvin [TK = TC +273] 
n: em mol 
P: atm. 
V: Litro (L) 
obs.: volume molar 
22,4 ou 22,7 L 
 
PV = nRT 
 Fernanda Mol 
 
8. Misturas gasosas 
Constituem sempre sistemas homogêneos, pois os 
gases são miscíveis entre si em quaisquer proporções. 
 
8.1. Fração molar 
Definida como a razão entre a quantidade de matéria do 
componente ni e a quantidade de matéria total da mistura 
Xi= ni/nT 
 
8.2. Lei de Dalton das pressões parciais 
A pressão total exercida por uma mistura gasosa é igual à 
soma das pressões parciais de todos os seus componentes. 
Pi = PT x xi ou Pi/PT = xi 
Pressão parcial é a exercida por um componente da mistura 
gasosa quando ela, submetida à mesma temperatura, está 
ocupando todo o volume que antes continha a mistura. 
 
8.3. Lei dos Volumes Parciais de Amagat 
O volume parcial é o volume ocupado por um componente 
da mistura gasosa caso esse gás estivesse sozinho, 
suportando toda a pressão exercida sob a mistura, à mesma 
temperatura. 
O volume total de uma mistura gasosa equivale à soma dos 
volumes parciais. 
Vi/VT = Xi ou Vi = VT Xi 
 
8.4. Massa molar aparente ou média de uma mistura gasosa 
Map = massa da amostra (m total)/ 
 quantidade de matéria total (n total) 
 
9. Umidade do ar 
9.1. Umidade absoluta (UA) 
Quantidade de vapor de água existente em um 
determinado volume de ar a uma dada temperatura. 
 
9.2. Umidade Relativa (UR) 
É a razão entre a quantidade de vapor de água “dissolvido” 
no ar e a quantidade máxima de vapor que o ar consegue 
dissolver, a uma determinada temperatura. 
Quando atinge-se a saturação do ar atmosférico à dada 
temperatura e a umidade relativa do ar atinge 100%, chove. 
 
10. Densidade dos gases 
Existem correntes de convecção que proporcionam a 
circulação do ar devido à diferença de temperatura 
existente entre o ar das camadas mais baixas (menos 
denso) e o ar das camadas mais altas (mais denso). 
Essa dispersão propicia a dispersão do ar atmosférico. 
Algumas vezes, entretanto, a superfície da Terra se 
resfria rapidamente, criando uma camada de ar frio 
abaixo da camada de ar quente. Logo, não ocorre a 
circulação do ar e, assim, não há dispersão dos 
poluentes. Essa é a inversão térmica. 
10.1. Densidade absoluta 
d=m/v 
d=massa molar/volume molar 
 d=massa molar/22,71 (CNTP) 
d= PM/RT 
obs.: quanto maior for a temperatura do sistema e menor a 
pressão, menos densa será a amostra em análise. 
 
10.2. Difusão e efusão dos gases 
Difusão: movimento espontâneo de dispersão das 
partículas de um gás em outro meio (por exemplo, no 
ar) de modo a formar uma mistura homogênea. 
Permite a percepção de cheiros. 
Efusão é a passagem de um gás através de um 
pequeno orifício ou parede porosa de um recipiente 
para o meio ambiente (meio de pressão mais baixa) 
A Lei de Graham estabelece que os gases menos 
densos e, consequentemente, de menores massas 
molares escapam mais rapidamente por pequenos 
orifícios ou através de materiais porosos.