aula03

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Estrutura da Matéria 
Hipótese Atômica
1. Equação química
2.Relações e cálculos estequiométricos
3.Lei dos gases
4.Teoria cinética 
5.Livre caminho médio
 
Equações química
As equações químicas é a forma de expressar e 
descrever as mudanças que ocorrem durante 
uma reação química.
 
Balanço das equações
Para construir uma equação química é 
necessário balancear a equação elementar 
fazendo a contagem dos símbolos atômicos e 
ajustando por fatores denominados de 
coeficientes estequiométricos.
 
Exercícios
Quais são as equações para a reação em que 
BaCl2 e AgNO3 forma AgCl e Ba(NO3)2?
 
Cálculo estequiométrico
Considere a equação:
2CO+O2=>2CO2
Podemos considerar: o número de Avogadro de 
moléculas envolvido na reação dizendo que 
2mol de CO reage com 1mol de O2 para formar 
2mol de CO2. 
 
 
Exercício
Da reação anterior, qual o número máximo de 
gramas de CO2 que possa ser produzido a 
partir de 12g de CO?
 
Exercício
Uma amostra pura de cálcio metálico com massa 
de 1,35g foi quantitativamente convertida em 
1,88g de CaO puro. Se a massa atômica do 
oxigênio é 16, qual é a massa atômica do 
cálcio?
 
Lei do gás ideal
As medidas do comportamento 
de muitos gases conduzem a 
três conclusões:
• O volume é proporcional ao 
número de moles.
O volume é inversamente 
proporcional à pressão absoluta.
A pressão é proporcional à 
temperatura absoluta.
R=8,3144J/mol.K
 
Exercicio
Um recipiente de aço com capacidade para 25 
litros contém gás nitrogênio sob pressão de 100 
atm e temperatura de 23 °C negativos. Calcule 
o número de mols de moléculas e a massa de 
gás no interior do recipiente. 
 
Lei dos gases
Porém essa é uma equação para um gás ideal, 
para um gás real temos discrepâncias quando a 
pressão é alta.
 
Lei de Van der Waals
Van der Waals propôs uma equação que desse 
conta dos gases a alta pressão
 
Modelo cinético dos gases
Levando em conta a hipótese atômica, seria 
possível termos uma descrição dos gases? A 
resposta é sim e foi dada primeiramente por 
Daniel Bernoulli
 
Modelo cinético-molecular de um 
gás ideal
As hipóteses do modelo:
 O gás é constituido de um número 
extremamente grande de moléculas idênticas
Nº de arroz muito menor
 
Modelo cinético-molecular de um 
gás ideal: hipóteses
 O tamanho de uma molécula de gás é 
desprezível em confronto com a distância 
média entre as moléculas (O vapor de água em 
CNTP ocupa 1/1000 do volume total.)
 
Modelo cinético-molecular de um 
gás ideal: hipóteses
 As moléculas estão 
em movimento 
constante em todas 
as direções
 
Modelo cinético-molecular de um 
gás ideal: hipóteses
 As forças de 
interação entre as 
moléculas são de 
curto alcance
 
Modelo cinético-molecular de um 
gás ideal: hipóteses
 Tanto as colisões entre moléculas como as 
colisões entre elas e a parede do recipiente são 
perfeitamente elásticas
 
Teoria cinética
Em um gás a uma determinada temperatura, 
vemos que as moléculas apresenta uma 
distribuição de velocidade. i. e., para uma 
determinada velocidade tem uma possibilidade 
de encontra um número de moléculas. 
 
Teoria cinética
Maxwell e Boltzman descobriram uma 
distribuição para essas frequências e 
perceberam que essa depende da temperatura 
do gás.
 
Teoria cinética
Dada uma distribuição é possível ter uma 
velocidade média e uma velocidade quadrática 
média.
vrms=√3RTM
 
Velocidade das moléculas do ar
 
Teoria cinética
Dessa forma podemos associar a pressão que os 
átomos fazem na superfície do recipiente com a 
velocidade quadrática média.
PV= 23 Ēcin Ēcin=N
mv rms
2
2
Ēcin=
3
2 nRT PV=nRT
 
Livre Caminho Médio
Quando destampamos 
um vidro de perfume 
numa extremidade de 
um quarto, o cheiro leva 
um tempo apreciável 
para se transmitir até a 
outra extremidade do 
quarto.
 
Livre Caminho Médio
Trajetória típica 
de uma molécula
Uma colisão acontece quando 
os centros de duas moléculas 
ficam a uma distância d, onde d 
é o diâmetro das moléculas.
 
Livre Caminho Médio
Livre caminho médio é a distância média que uma 
molécula percorre sem que colida com outras.
l̄= V
√2Nd 2
l̄= RT
√2N APd 2
 
Formação dos sólidos
O que ocorre quando a temperatura é tão baixa 
que o livre caminho médio é da ordem do 
tamanho da molécula?
 
Problemas da hipótese
Vemos vários problemas com a hipótese pois 
essa não explica:
 O estado líquido
 Tensão superficial
 Propriedades elétricas do material
 Estrutura das moléculas
 Reações químicas
 
Problemas da hipótese
Para solucionarmos precisamos conhecer mais 
sobre os átomos e sua natureza e faremos isso 
na próxima semana falando sobre interações 
eletromagnéticas
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