Aula gases- Quimica

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PROPRIEDADES DOS GASES
O Gás Perfeito
moléculas (ou átomos) em movimento
 Movimento aumenta com aumento da Temperatura
 Moléculas muito separadas umas das outras
 Trajetórias muito pouco perturbadas por 
 forças intermoleculares
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Os estados dos gases
Estado físico : definido por propriedades físicas
Gás puro:
Volume que ocupa, V
Quantidade de substância (número de moles) , n
Pressão, P
Temperatura , T
Se três variáveis especificadas  quarta variável fixada 
Equação de Estado: 
				 P = f ( T, V, n)
Propriedade dos Gases
Pressão
Pressão líquida
P (Pa) = 
Area (m2)
Force (N)
P = d.h.g
P = F = mg = dhA.g
 A A A 
Chemistry 140 Fall 2002
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Difficult to measure force exerted by gas molecules
Measure gas pressure indirectly by comparing it with a liquid pressure.
Liquid pressure depends only on the height of the liquid column and the density of the liquid.
Unidades de Pressão
	Nome		Símbolo		Valor
pascal	 		1 Pa		1 N m-3, 1 kg m-1 s-2
bar			1 bar		105 Pa
atmosfera		1 atm		101 325 Pa
torr			1 Torr		(101 325/760) Pa = 133,32... Pa
milímetros de 		1 mmHg	133,322...kPa
mercúrio
libra por 		1 psi		6,894 757...kPa
polegada
quadrada
Pressão
Força / Área 		[SI] = Pa
Medida de Pressão
P = Pex + r g h
Manômetros
(a) Tubo fechado
(b) Tubo aberto
Pressão Barométrica
Pressões
1.00 atm
760 mm Hg, 760 torr
101.325 kPa
1.01325 bar
1013.25 mbar
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1 atm = 760 mm Hg when
δHg = 13.5951 g/cm3 	(0°C)
g = 9.80665 m/s2
Mention here that Pbar refers to MEASURED ATMOSPHERIC PRESSURE in the text.
Lei de Boyle
Boyle 1662
P = 
1
V
PV = constant
Reação isotérmica (temperatura constante)
Relação da pressão e do volume. 
P1V1 = P2V2 
V2 = 
P1V1
P2
= 694 L
Vtank = 644 L 
As Leis dos Gases
Leis empíricas
Lei de Boyle 		 
P  1 / V
Lei de Charles Gay-Lussac
Charles 1787
Gay-Lussac 1802
V = T 
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Three different gases show this behavior with temperature.
Temperature at which the volume of a hypothetical gas becomes 0 is the absolute zero of temperature.
The hypothetical gas has mass, but no volume, and does not condense into a liquid or solid.
(a Pressão Cte) 		(a Volume Cte)
V = Cte x T 		P = Cte x T
Príncípio de Avogadro
Avogadro 1811
Nas mesmas condições de temperatura e pressão, um determinado número de moléculas de gás ocupa o mesmo volume, independente de sua identidade química.
V m = V/n 
Logo se o número de mols de moléculas dobre sobre temperatura e pressão constante, o volume ocupado pelo gás também dobra. 
Combinação das três leis
Lei de Boyle V = 1/P
Lei de Charles V = T
Lei de Avogadro 	V = n
PV = nRT
V = 
nT
P
R = constante dos gases
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Any gas whose behavior conforms to the ideal gas equation is called an ideal or perfect gas.
R is the gas constant. Substitute and calculate.
Constante dos Gases
R = 
PV
nT
= 0.082057 L atm mol-1 K-1
= 8.3145 m3 Pa mol-1 K-1
PV = nRT
= 8.3145 J mol-1 K-1
= 8.3145 m3 Pa mol-1 K-1
Lei dos Gases perfeitos ou ideais
P V = n R T
Volume molar Vm
Condições normais ambientes de temperatura e pressão
T = 298,15 K
P = 1 bar (105 Pa)
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP)
T = 0o C = 273,15 K
P = 1 atm
Conceito Geral da Lei dos Gases Ideais
R = 
 = 
P2V2
n2T2
P1V1
n1T1
 = 
P2
T2
P1
T1
Logo sobre amostra e volume constante:
Aplicações da Lei dos Gases Ideiais
Densidade dos Gases
PV = nRT
and
d = 
m
V
PV = 
D/V
M
RT
D = 
RT
MP
Misturas de gases
A pressão exercida por uma mistura de gases é a soma das pressões parciais dos gases que a compõem
Lei de Dalton
xi = fração molar
Gases Reais
Interações entre as moléculas gasosas
Forças de atração Forças de repulsão
Interações de curto alcanço
distancia inter-molecular pequena
Pressão alta
Alcanço relativamente grande
pressões moderadas
Gases Reais
Fator de compressibilidade: Z
como
Coeficiente de compressibilidade Z e Pressão 
Para a temperatura de Boyle, o gás tem um comportamento ideal num intervalo maior
Gases Reais
Eq. de van der Waals
Gases Reais
Superfícies dos estados possíveis de um gás de van der Waals