Aula Gases

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Curso: Eng. Civil, Eng. Elétrica e Eng. Mecânica 
Professor: Ms Elysson Lima 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO 
CENTRO UNIVERSITÁRIO NORTE DO ESPÍRITO SANTO 
Físico-Química 
Gás ideal e Gás real 
H2 
H ─ H 
Apolar 
Gás ideal x Gás real 
CO 
C=O 
Polar 
• Forças atrativas e 
repulsivas 
• Peso das moléculas 
Os Estados da Matéria 
gás líquido sólido 
PROPRIEDADE GÁS LÍQUIDO SÓLIDO 
Densidade baixa alta alta 
Coef.expansão térmica alta baixa baixa 
Tensão superficial Zero~ média Muito alta 
Viscosidade baixa média Muito alta 
Energia cinética molecular alta baixa baixíssima 
Desordem Muito alta média pequena 
Compressibilidade alta Zero~ Zero~ 
1. Estado Físico (gas, líquido e sólido) 
• Volume; Pressão; Temperatura; quantidade de matéria 
• Sistema internacional de medidas (SI) 
Pascal (Pa) 1Nm-2 
bar 105Pa 
atmosfera (atm) 101,325kPa = 1,01325bar 
torr (Torr) 
760Torr = 1atm 
1Torr = 133,32Pa 
milímetros de mercúrio (mmHg) 760mmHg = 1atm 
Unidades de pressão 
Temperatura e equilíbrio térmico 
T (em kelvin) =  (em graus Celcius) + 273,15 
• Quantidade de um substância 
 1 mol de determinadas partículas é igual ao número 
de átomos contidos em exatamente 12g de carbono 12. 
 
Constante de Avogadro NA = 6,0221367 x 10
23 mol-1 
 
Ex1. Uma moeda de cobre possui 3,14g de massa. A 
densidade do cobre é igual a 8,96 g cm-3. Qual é volume da 
moeda? 
Ex2. Quantas gramas de Cu estão contidas em 2,55 moles de 
Cu? 
AS PROPRIEDADES DOS GASES 
Equação de estado: p = f(n, V, T) 
Suficiente para descrever o estado do sistema 
1. Coleção de partículas em 
constante movimento; 
2. Forças atrativas e repulsivas 
nulas; choque são elásticos; 
3. Espaço entre partículas muito 
maior do que tamanho das 
partículas; 
4. A velocidade média das 
partículas aumenta com o 
aumento da temperatura; 
O GÁS IDEAL 
Modelo idealizado, que parte do pressuposto de que as interações 
entre as moléculas são nulas e que obedece a equação de estado: 
PV= nRT 
P = pressão; 
V= volume; 
n= número de mol; 
T= temperatura; 
R= const. dos gases (8,314JK-1mol-1; 1,987calK-1mol-1; 0,082atmLK-1mol-1) 
 
Ex3: Que volume ocuparão 25,0g de O2, a 25ºC e uma pressão de 0,88 atm? 
 
A experiência de Boyle 
• Condições isotérmicas 
PV= constante, ou seja 
P  V-1 
P1V1 = P2V2 
A experiência de Charles 
• Condições isobáricas – pressão constante 
 
 
 
A experiência de Gay-Lussac 
• Condições isocóricas – volume constante 
 
Ex4. Se 100 cm3 de uma gás, inicialmente a 100KPa, são 
comprimidos a uma pressão de 125KPa, a uma temperatura 
constante, qual é o seu volume final? 
Ex5. Uma amostra de um gás ocupa 250 cm3 a 27º C. Que volume 
ocupará a 35ºC, se não existir variação de pressão? 
Ex6. Qual seria a pressão de um gás, inicialmente a 115KPa, se a 
temperatura fosse reduzida de 35ºC para 25ºC a um volume 
constante? 
• Lei combinada dos Gases 
 
 
 
OBS: Quantidade de gás for constante. 
Ex7. A amostra de um gás exerce uma pressão de 82,5KPa em um 
recipiente de 300 cm3 a 25ºC. Qual a pressão que o mesmo gás 
exerceria em um recipiente de 500 cm3 a 50ºC? 
 
PRINCÍPIO DE AVOGADRO 
 Volumes iguais de qualquer gás nas mesmas condições de presão 
(P) e temperatura (T) possuem o mesmo número de partículas (mol). 
• Esta codição independe do tipo de gás e sim do número de 
mols (gás ideal). 
• Considera ausência de forças de interação e as colisões são 
elásticas (sem perda de energia). 
1 mol de gás ideal ocupa um volume de 22,4L se nas mesmas T e P. 
Condição: CNTP (P = 1atm e T = 0ºC = 273K) 
Problema: 
A densidade de um gás é 2,00g/L, nas CNTP. 
i) Qual é sua massa molar? 
ii) O que aconteceria com um balão cheio deste gás, se solto na atmosfera ao 
nível do mar? Iria subir ou descer? Justifique. 
MISTURA GASOSA - PRESSÃO PARCIAL 
Gás ideal - não há interações entre as moléculas, assim irá se 
comportar como se estivesse ocupando todo o recipiente 
sozinho. 
LEI DE DALTON 
1. Em uma mistura de gases ideais, cada gás exerce uma pressão 
relativa equivalente à fração molar deste em relação à pressão 
total da mistura. 
2. A pressão total de uma mistura é a soma das pressões individuais 
de cada componente. 




n
i
iPP
1
21ttii
ti
t
i
i
....P P PxP 
)(P totalpressão )(P parcial pressão
n
n
 x:molar Fração 
Fração molar Pressão total 
Ex8. Dado uma mistura de três gases A, B e C, e sabendo que na = 
2,5, nb = 3,5 e nc = 4 e a pressão total do recipiente é de 32 atm. 
Calcule a pressão parcial de cada gás. 
REAÇÕES QUÍMICA ENTRE OS GASES 
Lei de combinação dos volumes de Gay-Lussac 
Os volumes das substâncias gasosas que são produzidos e 
consumidas numa reação química estão numa razão de número 
inteiros pequenos, desde que os volumes sejam medidos nas 
mesmas condições de temperatura e pressão. 
 
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(g) 
CNTP – 1 mol – 22,4 dm3 
 
Ex9: Que volume de O2, nas CNTP, é necessário para combustão 
completa de 4,50L de butano, C4H10, nas CNTP? 
DIFUSÃO E EFUSÃO 
A TEORIA CINÉTICA MOLECULAR E AS LEIS DOS GASES 
• A relação pressão-volume; 
• Temperatura e as leis dos gases; 
• Lei de Graham; 
• Princípio de Avogadro; 
• Lei de Dalton das pressões parciais. 
GASES REAIS 
• Para pressões finitas, prevê que o volume ocupado por um gás 
seja zero quando a temperatura aproxima-se do zero absoluto. 
• Quando a temperatura diminui, gases reais se liquefazem e 
depois tornam-se sólidos (influência de forças 
intermoleculares atrativas) nunca ocupando volume nulo 
(forças intermoleculares repulsivas). 
• Líquidos e sólidos são muito difíceis de se comprimir. 
Desvios da Lei dos Gases Ideais 
Compare as isotermas de um gás real com as previstas pela Lei dos 
gases ideais: 
Fator de compressibilidade – Z 
Uma medida do desvio da idealidade 
• Z = 1 – se comporta como gás ideal; 
• Z < 1 – predominam forças atrativas; 
• Z > 1 – predominam forças repulsivas. 
Z em função da pressão, para alguns gases: 
Ex11. Um gás qualquer ocupa um V(m) ideal = 15L, realizando 
alteração na pressão e temperatura esse gás passa a ter um V(m) real = 
18L e em seguida realizando outra alterações na pressão e 
temperatura passa V(m) real = 12L. Calcule os valores de Z para os 
dois casos e discuta em relação as forças atuante no gás. 
A equação de van der Waals (1873) 
• Exemplo de uma equação mais abrangente que a Lei dos Gases 
Ideais; 
• Leva em conta forças intermoleculares através de 2 parâmetros 
empíricos (a e b) que refletem as forças atuantes em cada gás. 
Ex12. Calcule a pressão exercida por 0,75 mol de O2 em 27ºC 
ocupando um volume de 1,5L. Considerando esse gás ideal e real. 
 
Os parâmetros a e b para alguns gases