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São Luís - MA 2018 GASES IDEAIS UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA V α T V α n Equação geral dos gases GASES IDEAIS: O comportamento de uma amostra de gás é considerando mais próxima do ideal quanto mais elevada for a temperatura e menor for a pressão. P = (constante) × T Uma vez que n e V são constantes e como R é sempre uma constante Rótulos da maioria das latas de aerossóis: advertem contra a incineração. Uma vez que o volume da lata é constante, um aumento da temperatura provoca um aumento da pressão e, possivelmente, uma explosão. CURIOSIDADE ... 1 - Calcule o volume ocupado por 0,845 mol de nitrogênio gasoso a uma pressão de 1,37 atm e a uma temperatura de 315 K. DADOS: n = 0,845 mol P = 1,37 atm T = 315 K Determine: V SOLUÇÃO APLICANDO APLICAÇÕES DA LEI DO GÁS IDEAL 1 – VOLUME MOLAR Volume molar: volume ocupado por um mol de uma substância Para os gases, frequentemente especificamos o volume molar sob condições conhecidas como condições normais de temperatura e pressão (T = 0 °C ou 273 K) e pressão (P = 1,00 atm). (CNTP). Por que 22,4L? VOLUME MOLAR 2 – MASSA ESPECÍFICA DE UM GÁS A massa específica de um gás é a sua massa molar dividida pelo seu volume molar Podemos calcular a massa específica de um gás nas CNTP usando 22,4 L como o volume molar. Exemplo, as massas específicas de hélio e de nitrogênio gasosos nas CNTP são: APLICAÇÕES DA LEI DO GÁS IDEAL Calculando a massa específica de um gás de forma mais geral (sob quaisquer condições): utiliza-se a lei do gás ideal. (Reescrevendo) Uma vez que o lado esquerdo desta equação tem unidades de mols/litro, ele representa a massa específica molar. Podemos obter a massa específica em gramas/litro multiplicando a massa específica molar pela massa molar : MASSA ESPECÍFICA DE UM GÁS Calcule a massa específica do nitrogênio gasoso a 125 °C e a uma pressão de 755 mmHg. DADOS: T(°C) = 125 °C, P = 755 mmHg Determine: d RELAÇÕES UTILIZADAS (massa específica de um gás) Massa molar do N2 = 28,02 g/mol APLICANDO Uma amostra de gás tem uma massa de 0,311 g. O seu volume é de 0,225 L a uma temperatura de 55 °C e uma pressão de 886 mmHg. Determine a sua massa molar. DADOS: m = 0,331 g, V = 0,225 L, T (°C) = 55 °C, P = 886 mmHg Determine: massa molar (g/mol) APLICANDO MISTURAS DE GASES E PRESSÕES PARCIAIS Muitas amostras de gás são misturas de gases. Mistura gasosa multicomponente: calcula-se a pressão parcial de cada componente a partir da lei do gás ideal e do número de mols daquele componente (nn) : A pressão devido a qualquer gás presente em uma mistura de gases é a sua pressão parcial (Pn). Cada um dos componentes de uma mistura de gases ideais se comporta independentemente dos outros MISTURAS DE GASES E PRESSÕES PARCIAIS LEI DE DALTON (1801) A soma das pressões parciais dos componentes em uma mistura gasosa é igual à pressão total: O número total de mols na mistura, quando substituído na lei do gás ideal, indica a pressão total da amostra. Eq. (a) Eq. (b) Dividindo-se a equação (a) pela equação (b), teremos: A grandeza na/ntotal, (número de mols de um componente em uma mistura dividido pelo número total de mols da mistura) é a fração molar (χa) daquele componente: Eq. (c) Rearranjando a Equação (c) e substituindo a definição de fração molar obtemos: A pressão parcial de um componente de uma mistura gasosa é a sua fração molar multiplicada pela pressão total. Quando 0,60 L de Ar à 1,20 atm à 227 ºC é misturado com 0,20 L de O2 à 0,659 atm e 127 ºC em um frasco de 400 mL à 27 ºC, qual a pressão no frasco. Dados Pressão Temperatura Volume Ar 1,20 atm 227 ºC 0,60 L O2 0,66 atm 127 ºC 0,20 L APLICANDO Resolução: Pmist = 1,32 atm Uma mistura de 1,00 L de hélio, neônio e argônio tem uma pressão total de 662 mmHg a 298 K. Se a pressão parcial do hélio é de 341 mmHg e a pressão parcial do neônio é de 112 mmHg, qual é a massa de argônio que está presente na mistura? DADOS: PHe = 341 mmHg, PNe = 112 mmHg, Ptotal = 662 mmHg, V = 1,00 L, T = 298 K DETERMINE: mAr P total = P He + P Ne + P Ar P Ar = P total + P He + P Ne = 662 mmHg − 341 mmHg − 112 mmHg = 209 mmHg APLICANDO
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