Aula 3 Gases 1
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Capítulo 10 © 2005 by Pearson Education 
David P. White 
nRTPV \uf03d
QUÍMICA: A Ciência Central 
9ª Edição 
GASES 
Capítulo 10 © 2005 by Pearson Education 
volume, pressão e temperatura 
 
\u2022 Um gás consiste em átomos (individualmente ou ligados formando 
moléculas) que preenchem o volume de seu recipiente e exercem 
pressão sobre as paredes do recipiente. Outra característica de um gás 
é sua pequena densidade comparado com líquidos ou sólidos. 
 
As três variáveis: consequências do movimento dos átomos. 
 
 
\u2022 O volume é um resultado da liberdade que os átomos têm para se 
espalhar através do recipiente. 
 
\u2022 A pressão é um resultado das colisões dos átomos com as paredes 
do recipiente. 
 
\u2022 A temperatura está relacionada com a energia cinética (velocidade) 
dos átomos. 
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\u2022 Os gases são altamente compressíveis e ocupam o volume total de 
seus recipientes. 
\u2022 Quando um gás é submetido à pressão, seu volume diminui. 
\u2022 Os gases sempre formam misturas homogêneas com outros gases. 
\u2022 Os gases ocupam somente cerca de 0,1 % do volume de seus 
recipientes. 
 
Características dos gases 
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Características dos gases 
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\u2022 A pressão é a força atuando em um objeto por unidade de área: 
 
 
\u2022 A gravidade exerce uma força sobre a atmosfera terrestre 
\u2022 Uma coluna de ar de 1 m2 de seção transversal exerce uma força de 
105 N. 
\u2022 A pressão de uma coluna de ar de 1 m2 é de 100 kPa. 
 
A
F
P \uf03d
Pressão 
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Pressão 
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A pressão atmosférica e o barômetro 
\u2022 Unidades SI: 1 N = 1 kg m/s2; 1 Pa = 1 N/m2. 
\u2022 A pressão atmosférica é medida com um barômetro. 
\u2022 Se um tubo é inserido em um recipiente de mercúrio aberto à 
atmosfera, o mercúrio subirá 760 mm no tubo. 
\u2022 A pressão atmosférica padrão é a pressão necessária para suportar 
760 mm de Hg em uma coluna. 
\u2022 Unidades: 1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 1,01325 \uf0b4 105 Pa = 
101,325 kPa. 
Pressão 
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Pressão 
A pressão atmosférica e o barômetro 
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Relação pressão-volume: lei de Boyle 
\u2022 Os balões de previsão de tempo são usados como uma 
consequência prática para a relação entre a pressão e o volume de 
um gás. 
\u2022 Quando o balão de previsão de tempo sobe, o volume diminui. 
\u2022 Quando o balão de previsão de tempo se distancia da superfície 
terrestre, a pressão atmosférica diminui. 
\u2022 A Lei de Boyle: o volume de uma quantidade fixa de gás é 
inversamente proporcional à sua pressão. 
\u2022 Boyle usou um manômetro para executar o experimento. 
As leis dos gases 
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 Relação pressão-volume: lei de Boyle 
\u2022 A Lei de Boyle: o volume de uma quantidade fixa de gás é 
inversamente proporcional à sua pressão. 
\u2022 Boyle usou um manômetro para executar o experimento. 
\u2022 Matematicamente: 
\u2022 Um gráfico de V versus P é um hiperbolóide. 
\u2022 Da mesma forma, um gráfico de V versus 1/P deve ser uma linha 
reta passando pela origem. 
As leis dos gases 
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Relação pressão-volume: lei de Boyle 
As leis dos gases 
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Relação temperatura-volume: lei de Charles 
\u2022 Sabemos que balões de ar quente expandem quando são aquecidos. 
\u2022 A lei de Charles: o volume de uma quantidade fixa de gás à pressão 
constante aumenta com o aumento da temperatura. 
\u2022 Matematicamente: 
As leis dos gases 
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Relação temperatura-volume: lei de Charles 
\u2022 Um gráfico de V versus T é uma linha reta. 
\u2022 Quando T é medida em \uf0b0C, a intercepção no eixo da temperatura é 
-273,15\uf0b0C. 
\u2022 Definimos o zero absoluto, 0 K = -273,15\uf0b0C. 
\u2022 Observe que o valor da constante reflete as suposições: quantidade 
de gás e pressão. 
As leis dos gases 
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Relação quantidade-volume: lei de Avogadro 
\u2022 A lei de Gay-Lussac de volumes combinados: a uma determinada 
temperatura e pressão, os volumes dos gases que reagem são 
proporções de números inteiros pequenos. 
As leis dos gases 
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Relação quantidade-volume: lei de Avogadro 
\u2022 A hipótese de Avogadro: volumes iguais de gases à mesma 
temperatura e pressão conterão o mesmo número de moléculas. 
\u2022 A lei de Avogadro: o volume de gás a uma dada temperatura e 
pressão é diretamente proporcional à quantidade de matéria do gás. 
\u2022 Podemos mostrar que 22,4 L de qualquer gás a 0\uf0b0C contém 6,02 \uf0b4 
1023 moléculas de gás. 
 
As leis dos gases 
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Relação quantidade-volume: lei de Avogadro 
As leis dos gases 
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\u2022 Considere as três leis dos gases. 
 
 
 
 
 
\u2022 Podemos combiná-las em uma lei geral dos gases: 
\u2022 Lei de Boyle: 
\u2022 Lei de Charles: 
\u2022 Lei de Avogadro: 
A equação do gás ideal 
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\u2022 Se R é a constante de proporcionalidade (chamada de constante 
dos gases), então 
 
 
\u2022 A equação do gás ideal é: 
 
\u2022 R = 0,08206 L atm mol-1 K-1 = 8,314 J mol-1 K-1 
A equação do gás ideal 
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\u2022 Definimos TPP (temperatura e pressão padrão) = 0\uf0b0C, 273,15 K, 
 1 atm. 
\u2022 O volume de 1 mol de gás na TPP é: 
A equação do gás ideal 
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Relacionando a equação do gás ideal 
e as leis dos gases 
\u2022 Se PV = nRT e n e T são constantes, então PV = constante e temos 
a lei de Boyle. 
\u2022 Outras leis podem ser criadas de modo similar. 
\u2022 Em geral, se temos um gás sob dois grupos de condições, então: 
22
22
11
11
Tn
VP
Tn
VP
\uf03d
A equação do gás ideal 
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Densidades de gases e massa molar 
\u2022 A densidade tem unidades de massa por unidades de volume. 
\u2022 Reajustando a equação ideal dos gases com M como massa molar, 
teremos: 
RT
P
d
V
n
RT
P
V
n
nRTPV
MM
\uf03d\uf03d
\uf03d
\uf03dAplicações adicionais da equação do gás ideal 
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Densidades de gases e massa molar 
\u2022 A massa molar de um gás pode ser determinada como se segue: 
 
 
Volumes de gases em reações químicas 
\u2022 A equação ideal dos gases relaciona P, V e T ao número de mols do 
gás. 
\u2022 O n pode então ser usado em cálculos estequiométricos. 
P
dRT
\uf03dM
A equação do gás ideal 
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\u2022 Uma vez que as moléculas de gás estão tão separadas, podemos 
supor que elas comportam-se independentemente. 
\u2022 A Lei de Dalton: em uma mistura gasosa, a pressão total é dada 
pela soma das pressões parciais de cada componente: 
 
 
\u2022 Cada gás obedece à equação ideal dos gases: 
 
 
\uf04c\uf02b\uf02b\uf02b\uf03d 321total PPPP
\uf0f7
\uf0f8
\uf0f6
\uf0e7
\uf0e8
\uf0e6
\uf03d
V
RT
nP ii
Mistura de gases e 
pressões parciais 
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\u2022 Combinando as equações: 
 
 
Pressões parciais e frações 
em quantidade de matéria 
\u2022 Considere ni a quantidade de matéria de gás i exercendo uma 
pressão parcial Pi, então 
 
 onde \uf043i é a fração em quantidade de matéria (ni/nt). 
\uf028 \uf029 \uf0f7
\uf0f8
\uf0f6
\uf0e7
\uf0e8
\uf0e6
\uf02b\uf02b\uf02b\uf03d
V
RT
nnnP \uf04c321total
totalPP ii \uf043\uf03d
Mistura de