Aula 02 Gases 1

Prévia do material em texto

1 
Gases 
Aula 02 
2 
v  Gases assumem o volume e forma de seus recipientes. 
v  Gases são os estados da matéria mais compressíveis. 
v  Os gases vão misturar uniformemente e por completo 
quando confinados no mesmo recipiente. 
v  Gases têm densidades muito mais baixas do que os 
líquidos e sólidos. 
Caracteristicas Físicas dos Gases 
NO2 gas 
3 
Unidades de Pressão 
1 pascal (Pa) = 1 N/m2 
1 atm = 760 mmHg = 760 
torr 
1 atm = 101,325 Pa 
Pressão = Força Area 
(força = massa x acceleração) 
Barômetro 
4 Quando P (h) aumenta V diminui 
Experimento de Boyle (1662): Relação entre a Pressão 
e Volume de um Gás 
5 
P α 1/V 
P x V = constante 
P1 x V1 = P2 x V2 
Lei de Boyle 
Temperatura Constante 
Quant. de gás Constante 
6 
Leis dos Gases 
v  Lei de Boyle 
7 Quando T aumenta V aumenta 
Lei de Charles: Variação no volume do Gás com a 
Temperature a Pressão constante 
8 
Lei de Charles: Variação do Volume do Gás com a 
Temperatura a Pressão Constante 
V α T 
V = constante x T 
V1/T1 = V2 /T2 T (K) = T(0C) + 273.15 
Lei de Charles 
& Gay-Lussac 
Temperatura deve ser 
em Kelvin 
9 
v  Lei de Charles: Luz da Teoria Cinética dos Gases 
10 
Lei de Avogadro 
V α número de mols (n) 
V = constante x n 
V1 / n1 = V2 / n2 
Temperatura Constante 
Pressão Constante 
11 
Equação do Gás Ideal 
Lei de Charles: V α T (n e P constante) 
Lei de Avogadro: V α n (P and T constante) 
Lei de Boyle: P α (n e T constante) 1 
V 
V α nT 
P 
V = constante x = R nT 
P 
nT 
P 
R é a constante dos gases 
PV = nRT 
12 
As condições: 0 0C e 1 atm são chamadas pressão 
e temperatura padrão (PTP). 
PV = nRT 
R = PV nT = 
(1 atm)(22.414L) 
(1 mol)(273.15 K) 
R = 0.082057 L • atm / (mol • K) 
v Experimentos mostram que a PTP, 1 mol de um gás ideal 
ocupa 22.414 L. 
13 
Validade da aproximação do Gás Ideal 
14 
Desvios Consideráveis 
Transformações Gasosas 
ESTADO 1 
p1, V1, T1, n1 
1 1 1 1p .V n .R.T=
ESTADO 2 
p2, V2, T2, n2 
2 2 2 2p .V n .R.T=
1) quando n1= n2 
1 1
1
1
p .V n .R
T
=
ESTADO 1 ESTADO 2 
2 2
2
2
p .V n .R
T
=
1 1 2 2
1 2
p .V p .V
T T
=
Equação Geral dos Gases Perfeitos 
2) quando n1 ≠ n2 
1 1
1 1
p .V R
n .T
=
ESTADO 1 ESTADO 2 
2 2
2 2
p .V R
n .T
=
1 1 2 2
1 1 2 2
p .V p .V
n .T n .T
=
Transformações Particulares 
v Transformação Isotérmica 
(temperatura permanece constante) 
1 1 2 2
1 2
p .V p .V
T T
=
1 1 2 2p .V p .V=
 =
v Transformação Isobárica 
(pressão permanece constante) 
1 1 2 2
1 2
p .V p .V
T T
=
1 2
1 2
V V
T T
=
 
Transformações Particulares 
v Transformação Isocórica, Isovolumétrica 
(volume permanece constante) 
1 1 2 2
1 2
p .V p .V
T T
=
1 2
1 2
p p
T T
=
 
Transformações Particulares 
Example 1 
Calcule o volume (em L) ocupado por 7.40 g de NH3 na PTP. 
Estratégia 
 
Qual é o volume de 1 mol de um gás ideal na PTP? 
 
Quantos mols há em 7.40 g de NH3? 
 
Example 1.a 
Qual o volume (em L) ocupado por 49.80 g de HCl na PTP. 
Example 2 
 
Um balão de hélio com volume 
de 0.55 L no nível do mar (1 
atm) é permitido subir até um 
altura de 6.5 Km, onde a 
pressão é 0.40 atm. 
 
Assumindo que a temperatura 
permanece constante, qual é o 
volume final do balão? 
Example 3 
Uma pequena bolha sobe do fundo de um lago, onde a 
temperatura e a pressão são 8°C e 6.4 atm, até a superfície 
da água, na qual a temperatura e a pressão são 25°C e 1.0 
atm, respectivamente. Se o volume inicial da bolha era 2,1 
mL, calcule o seu volume final (em mL) 
 
Example 2.a 
 
Um gás inicialmente com o 
volume de 4 L, a pressão de 1,2 
atm e a temperatura de 66 ºC 
é submetido a uma alteração 
de modo que seu volume e 
temperatura finais sejam 1,7 L 
e 42 ºC. Qual a pressão final? 
Suponha que o número de mols 
não se mantenha constante.