Características e Leis dos Gases

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gases
Prof xxxxxxxxxxxxxxxx
1ª série 
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Características dos gases;
A equação geral dos gases;
sumário
Transformações gasosas;
Lei dos gases ideais;
Misturas gasosas.
Gases são formados por partículas muito afastadas umas das outras e que quase não interagem. Outras característias dos gases são:
características dos gases
Gases têm massa
Gases são muito expansíveis e muito comprimíveis
Gases são menos densos que os líquidos e os sólidos
gases sempre formam misturas homogêneas com outros gases.
variáveis de estado
No estudo dos gases é importante especificar :
Pressão
Volume
Temperatura
Força que as partículas do gás faz contra as paredes do recipiente que o contém.
Espaço ocupado pelas partículas do gás
Grau de agitação das partículas do gás. Quanto mais agitadas, maior é a temperatura.
Processos em que uma ou mais variáveis de estado dos gases são alteradas.
transformações gasosas
Transformação Isotérmica
Transformação Isobárica
Transformação Isovolumétrica
Existem transformações em que uma das variáveis de estado é mantida constante. São elas:
Temperatura Constante
Pressão Constante
Volume Constante
Mantendo-se a temperatura constante, a pressão e o volume de uma amostra de gás variam de modo inversamente proporcional 
transformações isotérmicas
Lei de Boyle
Aumento da pressão = Redução de volume
Redução da pressão = Aumento de volume
ou
Quanto menor for o volume, maior será a chance de partículas de gás se chocarem umas com as outras, o que aumenta a força de choque contra as paredes do recipiente.
transformações isotérmicas
Lei de Boyle
P x V = Constante
Então,
Expressão matemática da lei de Boyle
isoterma
Mantendo-se a pressão constante, tem-se que a temperatura e o volume dos gases são grandezas diretamente proporcionais.
transformações isobáricas
Lei de Gay-Lussac
Aumento da temperatura = Aumento de volume
Redução da temperatura = Redução do volume
ou
Como a pressão dentro do recipiente precisa se manter constante, o aumento da agitação molecular é compensando pelo aumento do volume.
transformações isobáricas
Lei de Gay-Lussac
V/T = Constante
Então,
Expressão matemática da lei de Gay-Lussac
isóbara
10
Mantendo-se o volume constante, tem-se que a temperatura e a pressão dos gases são grandezas diretamente proporcionais.
transformações isovolumétricas
Lei de Charles
Aumento da temperatura = Aumento da pressão
Redução da temperatura = Redução da pressão
ou
O aumento da temperatura faz com que as partículas dos gases se agitem mais vigorosamente e colidam com mais força contra as paredes do recipiente que o contém.
transformações isovolumétricas
Lei de Charles
P/T = Constante
Então,
Expressão matemática da lei de Charles
isocórica
equação geral dos gases
As lei de Boyle, Gay-Lussac e Charles podem ser reunidas em uma única expressão:
Equação Geral dos Gases
Pode ser utilizada quando duas ou as três variáveis de uma massa fixa de gás sofrem alterações
Volumes iguais de dois gases quaisquer, nas mesmas condições de pressão e temperatura, contêm igual número de partículas.
o princípio de avogadro
22,4 L do gás A
22,4 L do gás B
Ambos tem 1 mol de partículas gasosas
É o volume ocupado por 1 mol de gás.
volume molar
Nas CNTP* o volume de 1 mol de gás não depende da natureza de suas partículas, mas apenas das variáveis temperatura e pressão.
* CNTP são as condições normais de temperatura e pressão.
Pressão = 1 atm
Temperatura = 273 K
Nas CNTP 1 mol de gás tem 22,4 L!
Dado que a expressão 
lei dos gases ideais 
Constante
Para 1 mol de gás essa constante vale 0,082 L · atm/ mol·K
Constante dos gases (R)
Dessa expressão surge a Lei dos Gases ideais:
P= pressão 
V= volume
n = número de mols
R = constante dos gases
T = temperatura (em Kelvin)
A quantidade de cada gás nas misturas gasosas é dada em termos de pressões parciais.
A difusão é a capacidade que gases têm de se misturar com outros gases espontâneamente, formando misturas homogêneas
misturas gasosas
Pressão parcial é a pressão que o gás teria se estivesse sozinho, nas mesmas condições de volume e temperatura.
Para obter a pressão parcial de um gás numa mistura gasosa é necessário multiplicar a pressão total (PT) por sua fração molar (X):
misturas gasosas
A fração molar é adimensional
A fração molar dos componentes de uma mistura é sempre menor que 1.
A soma das frações molares dos componentes das misturas é 1.
Fração molar (χ) =
EXEMPLO
misturas gasosas
Uma mistura gasosa contém 1 mol de H2, 2 mol de O2 e 2 mol de N2. Dado que eles ocupam um volume de 50 L, a 273K, calcule as pressões parciais de cada componente.
N° de mols total : 1 mol + 2 mol + 2 mol = 5 
χH2 :
 
= 0,2 
χO2 :
 
= 0,4 
χN2 :
 
= 0,4 
A pressão total do sistema é:
PTV = nRT
PT ·50L = 5 mol · 0,082 L · atm/ mol·K · 273 K
PT = 2, 23 atm 
PH2 : 2,23 atm · 0,2 
= 0,44 atm 
PO2 : 2,23 atm · 0,4 
= 0,89 atm 
PN2 : 2,23 atm · 0,4 
= 0,89 atm 
(Mack-SP) Uma determinada massa fixa de gás contido em um balão encontra-se inicialmente em CNTP.
Em uma transformação isovolumétrica, sabendo-se que a pressão máxima interna permitida pelo balão é de 3,0 atm, se dobrarmos a temperatura absoluta inicial, a pressão final do gás e o efeito sobre o balão serão:
a) 2,0 atm e o balão não estoura
b) 2,0 atm e o balão estoura
c) 3,0 atm e o balão estoura
d) 1,5 atm e o balão não estoura
e) 1,0 atm e o balão não estoura
exercícios
= 2 atm
UCSal-BA) Que volume ocupam 100 mol de oxigênio nas condições ambientes de temperatura e pressão? (Volume molar de gás nas condições ambientes de temperatura e pressão: 25 L/mol)
a) 0,25 L
b) 2,5 L
c) 2,5 x 102 L
d) 2,5 x 103 L
e) 2,5 x 104 L
exercícios
1 mol -------- 25 L
100 mol ------- x
x = 2.500 L ou 2,5 · 103
(FEI-SP) Num recipiente de 44,8 litros, mantido a 273 K, foram misturados 4 mols do gás hidrogênio (H2) e 6 mols do gás oxigênio (O2) em CNTP. As pressões parciais de H2 e O2, em atm, são, respectivamente: Dado: R = 0,082 atm · L · mol–1 · K –1 
a) 1,0 e 2,0 
b) 3,0 e 4,5 
c) 0,8 e 1,2 
d) 1,0 e 1,5 
e) 2,0 e 3,0 
exercícios
N° de mols total : 4 mol + 6 mol = 10 
χH2 :
 
= 0,4 
χO2 :
 
= 0,6 
PT · 44,8 L = 10 mol · 0,082 L · atm/ mol·K · 273 K
PT = 5 atm
PH2 : 5 atm· 0,4 
= 2,0 atm 
PO2 : 5 atm · 0,6 
= 3,0 atm 
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