(PROPRIEDADES DOS GASES) - Química Geral e Inorganica

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DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA 
MONITORES: BRUNO LOPES E CLARA RITA 
PROFESSOR: NEIRIGELSON LEITE 
RESUMO E QUESTÕES SOBRE PROPRIEDADES DOS GASES 
Um gás pode ser definido como um conjunto de moléculas em movimento permanente 
e aleatório, com velocidades que aumentam de acordo quando a temperatura se 
eleva. Um gás é o estado mais simples da matéria. Além disso, é uma forma de 
matéria que enche qualquer recipiente que a contenha, não ocupa lugar definido no 
espaço, por se só não tem fronteira, eles são facilmente compressíveis e suas 
moléculas estão amplamente separadas e em movimento caótico incessante. 
Gases “Perfeitos” ou Gases “Ideais” 
Assim são chamados os modelos utilizados para facilitar o estudo e a compreensão 
sobre certas substâncias. Portanto, é importante e necessário destacar que as leis 
dos gases trabalham tendo como modelo os “gases perfeitos”, na medida em que uma 
das variáveis será constante enquanto as outras duas inconstantes. Algumas 
características que definem os gases ideais são: 
✓ Movimento desordenado e não interativo entre as moléculas; 
✓ As colisões das moléculas dos gases são elásticas; 
✓ Ausência de forças de atração ou repulsão; 
✓ Possuem massa, baixa densidade e volume desprezível. 
Os gases perfeitos obedecem a três leis, que são a lei de Boyle, a lei de Gay-Lussac 
e a lei de Charles. Essas leis são formuladas segundo o comportamento de três 
grandezas que descrevem as propriedades dos gases: a pressão, o volume e a 
temperatura. 
• Lei de Boyle: 
A temperatura constante, o volume ocupado por uma quantidade fixa de um gás é 
inversamente proporcional à sua pressão. Portanto, as transformações gasosas nas 
quais variam a pressão e o volume, mas a temperatura permanece constante, 
chamam-se TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA. 
𝑷𝟏. 𝑽𝟏 = 𝑷𝟐. 𝑽𝟐 = 𝒌 
• Lei de Gay-Lussac 
Quando a temperatura absoluta dobra, a pressão exercida pelo gás, mantido o 
volume constante, também dobra, demonstra a TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA. 
𝑷𝟏
𝑻𝟏
=
𝑷𝟐
𝑻𝟐
= 𝒌 
• Lei de Charles 
Ela apresenta a TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA dos gases perfeitos. Ou seja, o 
volume do gás é constante, enquanto a pressão e a temperatura são grandezas 
diretamente proporcionais. 
𝑽𝟏
𝑻𝟏
=
𝑽𝟐
𝑻𝟐
= 𝒌 
Lei Combinada dos gases (Equação geral dos gases) 
Um gás pode passar por três tipos de variáveis de estado: quanto ao seu volume, 
quanto à temperatura e quanto à pressão. Essas alterações são conhecidas como 
transformação isobárica, isocórica e isotérmica. A partir dessas três transformações 
gasosas é que se chegou à equação: 
 
Hipótese de Avogadro 
 “Volumes iguais de gases nas mesmas condições de pressão e temperatura contém 
igual número de moléculas ou mols”. Ou seja, relaciona-se com o volume molar: o 
volume ocupado por um mol de qualquer gás. 
V = constante x n 
Equação de Clapeyron ou Equação de um gás ideal 
A equação desenvolvida por Émile Clapeyron relaciona as três variáveis de estado 
(pressão, volume e temperatura) com a quantidade de partículas que é o número de 
mols que compõe um gás. Ficou conhecida como a seguinte forma: 
P V = n R T 
 
Lei de Dalton 
Essa lei diz que a pressão total de uma mistura gasosa é a soma das pressões parciais 
de todos os gases que compõem a mistura. 
Pt = Pa+ Pb+ Pc 
Pa= Pressão do gás a 
Pb= Pressão do gás b 
Pc= Pressão do gás c 
Além disso, para determinar o cálculo da pressão parcial de um gás, Dalton assegurou 
que a relação estabelecida entre a pressão do gás e a pressão total da mistura gasosa 
sempre seria igual à fração em quantidade (fração molar) de matéria do gás em 
questão. E é importante destacar que a fração em quantidade de matéria do gás a 
ser trabalhado é a relação entre o número de mols do gás e o número de mols total 
presente na mistura gasosa. 
 
Gases Reais 
Os desvios da Lei dos Gases Perfeitos ocorrem devido a interações entre as 
moléculas: 
• Forças repulsivas: mais significativas em altas pressões. 
• Forças atrativas: são importantes quando as moléculas estão relativamente 
próximas. 
• Forças intermoleculares: importantes quando a temperatura é tão baixa que 
a velocidade das moléculas é pequena. 
Fator de Compressibilidade (Z) 
Utilizado para avaliar quantitativamente o efeito das forças intermoleculares 
comparando o comportamento dos gases reais ao esperado pelo comportamento 
ideal. Razão entre o volume molar do gás real e do gás ideal nas mesmas condições 
de T e p. 
 
• Em pressões muito baixas, todos os gases tem Z ≈ 1 (Comportam-se como 
gases perfeitos) 
• Em pressões elevadas, todos os gases tem Z > 1 (Forças repulsivas são 
dominantes) 
• Em pressões intermediárias, a maioria dos gases tem Z < 1 (forças 
intermoleculares atrativas promovem a redução do volume molar em 
comparação com o comportamento ideal) 
Equação de van der Waals 
Van der Waals, com base em dados experimentais e uma análise termodinâmica, 
propôs a seguinte equação: 
𝑷 =
𝒏𝑹𝑻
𝑽− 𝒏𝒃
−
𝒏𝟐𝒂
𝑽𝟐
 
Onde: (A) é a constante de proporcionalidade, expressa em atm. L2.mol-2, pois 
a.(n2/V2) tem que ter unidade de pressão. 
 (B) é o fator relacionado ao volume da molécula, e é expresso em L.mol-1, 
pois n.b tem que ter unidade de volume. 
 
 
RESOLUÇÃO 
1) Considere as seguintes proposições referentes ao estudo dos gases: 
I) Em um gás ideal, o movimento das moléculas é desordenado. 
II) Em um gás ideal as moléculas interagem entre si apenas durante as eventuais 
colisões. 
III) Numa transformação isotérmica a temperatura permanece constante enquanto a 
pressão varia em função do volume. 
 IV) Numa transformação isobárica a pressão varia em função do volume e a 
temperatura permanece constante. 
Estão corretas: 
a) I, II e IV 
b) II, III e IV 
c) I, II e III 
d) I, III e IV 
e) Todas as alternativas 
 
02. Quais as principais leis que definem os gases ideais? 
 
3) Quais os dois fatores que contribuem para que o gás seja não-ideal? Como cada 
fator afeta a pressão de um gás real, num recipiente, num certo volume e temperatura? 
 
4) Um gás ideal ocupa um volume de 20L, quando passa a ser submetido a uma 
pressão de 3 atm, de modo que sua temperatura permanece constante, enquanto o 
seu volume é triplicado. Calcule a pressão final desse gás depois de ter passado por 
essa transformação. 
a) 1 atm b) 3 atm c) 5 atm d) 8 atm e) 9 atm 
 
5) Num determinado instante o recipiente I contém 10 litros de gás, a temperatura 
ambiente e pressão de 2,0 atm, enquanto o recipiente II está vazio. Abrindo-se a 
torneira, o gás se expande, exercendo pressão de 0,50 atm, enquanto retorna à 
temperatura ambiente. O volume do recipiente II, em Litros, vale: 
a)80 b)70 c)40 d)30 e)10 
 
6) Um gás de volume 0,5m³ à temperatura de 20ºC é aquecido até a temperatura de 
70ºC. Qual será o volume ocupado por ele, se esta transformação acontecer sob 
pressão constante? 
 
7) Certa quantidade de ar, aprisionada numa seringa de injeção à pressão 
atmosférica, ocupa o volume de 10,0 cm3 à temperatura de 0 °C. Suponha que essa 
seringa seja vedada e imersa em água quente, atingindo, no equilíbrio térmico, a 
temperatura de 80,0 °C. Observa-se que o êmbolo sobe até atingir a marca 
correspondente a um novo volume. Admitindo que a pressão do ar no interior da 
seringa permaneça constante, esse volume, em cm3, é de 
a) 15,0 b) 13,7 c) 12,9 d) 12,1 e) 11,2 
 
8) Um gás que se encontra à temperatura de 200K é aquecido até 300K, sem mudar 
de volume. Se a pressão exercida no final do processo de aquecimento é 1000Pa, 
qual era a pressão inicial? 
 
9) Um botijão de gás não pode variar o volume do gás que se encontra em seu interior. 
Se este for tirado de um ambiente arejado, onde a pressão interna é 3 atm e a 
temperatura 15°C, e é posto sob o Sol, onde a temperatura é 35°C. Supondo que o 
gás seja ideal, qual será a pressãoapós a transformação? 
 
10) Um gás perfeito é mantido em um cilindro fechado por um pistão. Em um estado 
A, as suas variáveis são: P1= 2,0 atm; V1= 0,90 litros; T1= 27°C. Em outro estado B, a 
temperatura é T2 = 127°C e a pressão é P2 = 1,5 atm. Nessas condições, o volume 
V2, em litros, deve ser: 
a) 0,90 b) 1,2 c) 1,6 d) 2,0 e) 2,4 
 
11) Quando se aumenta a pressão que um êmbolo realiza sobre um conteúdo gasoso 
de um recipiente para 5 atm, a temperatura sobe para 250 K, ocupando um volume 
de 1,5 litro. Qual a pressão original aplicada pelo êmbolo se havia um volume ocupado 
de 3,4 litros para uma temperatura de 170 K? Dado: considere a constante dos gases 
perfeitos vale 0,082 atm.l/mol.K 
a) 1,5 atm b) 3,0 atm c) 0,003 atm d) 0,67 atm e) 1 atm 
 
12) Uma amostra de um gás ideal sofre a sequência de processos descrita pelo gráfico 
pressão versus temperatura mostrado. 
 
É correto afirmar que o volume do gás 
A) ( ) Diminui no trecho AB, permanece constante no trecho BC, aumenta no trecho 
CD; 
b) ( ) Aumenta no trecho AB, permanece constante no trecho BC, diminui no trecho 
CD; 
c) ( ) Aumenta no trecho AB, diminui no trecho BC, permanece constante no trecho 
CD; 
d) ( ) Permanece constante no trecho AB, aumenta no trecho BC, diminui no trecho 
CD; 
e) ( ) Permanece constante no trecho AB, aumenta no trecho BC, permanece 
constante no trecho CD. 
 
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