Propriedades dos Gases e suas Transformações

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 Propriedade dos Gases
Gás: Pode ser visto como um conjunto de moléculas ou átomos em movimento permanente e aleatório, com velocidades que aumentam quando a temperatura se eleva.
	- não apresentam volume ou forma definidos
	- apresentam baixa densidade
	- todos apresentam respostas semelhantes ao efeito 	de temperatura e pressão
As variáveis de estado: 
 volume que ocupa ( V )
 quantidade de matéria envolvida (n – número de mol)
 pressão ( p )
 temperatura ( T )
Equação de estado:
Exemplo de equação de estado:
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gás é diferente de um líquido por ter moléculas muito separadas umas das outras, exceto nos instantes das colisões.
- O estado gasoso permite uma descrição quantitativa simples do estado através das variáveis pressão, temperatura, volume e massa
Quais são propriedades extensívas e quais são intensivas? N e v são extensivas e P e T são intensivas.
Pode-se definir o volume molar, que corresponde a uma propriedade extensiva
A equação de estado é uma relação matemática entre os valores das variáveis de estado
-exemplo de equação de estado é a equação que descreve o comportamento de um gás ideal
02
Pressão
Definição: A pressão é dada pelo quociente entre a força exercida por área de atuação. A unidade no SI de pressão é o Pascal (Pa) – newton por metro quadrado
Unidades:
 
Nome		 Símbolo		Valor
Pasca			1 Pa		1Nm-2, 1Kgm-1s-2
Bar			1 bar		105 Pa
Atmosfera		1 atm		101325 Pa
Torr			1 torr		101325/760 Pa
Milimetro de mercúrio	1mmHg		133,322 Pa
Libra por polegada2	1 psi		6,894747 kPa
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A origem da pressão de um gas contido em um volume tem a ver com as interações entre moléculas e a parede do recipiente
	Unidade	Símbolo	Equivalência
	pascal	Pa	= 1 N.m−2 = 1 kg.m−1.s−2
	atmosfera	atm	= 101325 Pa = 101325 N.m−2
	bar	bar	= 105 Pa
	torricelli	Torr	= (101325/760) Pa ~ 133,323 Pa
	milímetro de mercúrio (convencional)	mmHg	= 1,000000142 torr
	libra por polegada quadrada	psi	~ 6,894 757 x 10³ Pa
	milímetro de água	mmH2O	~ 9,859 503 Pa
TRANSFORMAÇÕES 
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Pressão
Exemplificação:
Dois blocos de mesma massa. O dois blocos exercem a mesma Força mas em áreas diferentes.
A pressão em um gás confinado é o resultado do impacto das partículas com a fronteira ( parede) que o contem.
Os conceitos associados a pressão atmosférica e sua variação com a altitude
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A origem da pressão de um gas contido em um volume tem a ver com as interações entre moléculas e a parede do recipiente
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Medida da pressão
Barômetro: Foi inventado no século 17 por um italiano – Evangelista Torricelli
Descrição: Consiste em um tubo de vidro vertical, fechado em uma extremidade, imerso com a extremidade aberta em um recipiente contendo um líquido.
Funcionamento: o líquido atinge uma altura no tubo em que o peso da coluna de líquido é igual à pressão exercida (atmosférica) 
Equilíbrio Mecânico. Se o liquido for o mercúrio a coluna deve subir 760 mm, que corresponde a pressão atmosférica padrão.
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06
Volume
Definição: É simplesmente o espaço ocupado pelas moléculas do gás que estão livres para se movimentar
Unidades: ML, L, Cm 3
 
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Se temos uma mistura de gases todos vao ocupar o mesmo volume simultaneamente.
07
Temperatura
Temperatura crítica:  é a temperatura acima da qual a substância pode existir somente na forma de gás. Acima dessa temperatura, um gás não pode ser liquefeito, por mais que a pressão do sistema seja elevada.
Equilíbrio
Definição: É a propriedade que nos informa o sentido do fluxo de energia na forma de calor. A temperatura aumenta no sentido de quem recebe o calor (energia)
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Fronteiras diatérmicas são aquelas que permitem a passagem de energia na forma de calor, resultando em variações de temperatura
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Medida de Temperatura
Fronteira Diatérmica
Fronteira adiabática
Sistemas–Fronteiras-temperaura
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Em termoninâmica utiliza-se como padrão o uso de escala kelvin
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A lei dos Gases Ideais
As leis empíricas dos Gases:
Robert Boyle em 1661 – massa constante e temperatura constante
Lei de Boyle – a temperatura constante, a pressão de uma amostra de gás é inversamente proporcional ao seu volume e o volume da amostra é inversamente proporcional à pressão:
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Boile mostrou que o volume é inversamente proporcional a pressão
Esplicação molecular – se uma amostra de g´s for comprimida a metade de seu volume atingirão a parede num certo intervalo de tempo duas vezes mais moléculas do que antes da compressão. Assim a força média fica dobrada
TRANSFORMAÇÕES GASOSAS
Pi.Vi = Pf.Vf
 Ti Tf
ISOTÉRMICA – MESMA TEMPERATURA
ISOBÁRICA – MESMA PRESSÃO
ISOCÓRICA (ISOVOLUMÉTRICA): MESMO VOLUME 
ISOTÉRMICA
ISOBÁRICA
ISOCÓRICA
Bebidas gaseificadas apresentam o inconveniente de perderem a graça depois de abertas. A pressão do CO2 no interior de uma garrafa de refrigerante, antes de ser aberta, gira em torno de 3,5 atm, e é sabido que, depois de aberta, ele não apresenta as mesmas características iniciais. Considere uma garrafa de refrigerante de 2 litros, sendo aberta e fechada a cada 4 horas, retirando-se de seu interior 250 mL de refrigerante de cada vez. Nessas condições, pode-se afirmar corretamente que, dos gráficos a seguir, o que mais se aproxima do comportamento da pressão dentro da garrafa, em função do tempo é o
Ao abrir a garrafa, ocorre liberação de gás carbônico para a atmosfera, o que diminui a pressão interna. Lentamente, o gás carbônico que estava dissolvido escapa da fase aquosa, aumentando novamente a pressão interna da garrafa. Porém, de acordo com o texto, "depois de aberta, ele não apresenta as mesmas características iniciais", ou seja, a pressão não voltará a ser de 3,5 atm. Esse comportamento é mostrado no gráfico:
(UERJ 2013) O cobre metálico é obtido a partir do sulfeto de cobre I em duas etapas subsequentes, representadas pelas seguintes equações químicas:
Em uma unidade industrial, 477 kg de Cu22S reagiram com 100% de rendimento em cada uma das etapas.
Nomeie os dois gases formados nesse processo. Em seguida, calcule o volume, em litros, de cada um desses gases, 
admitindo comportamento ideal e condições normais de temperatura e pressão. Dado M (g/mol): C = 12; Cu = 63,5 ; S = 32; O = 16
2 Cu2S 2 CO 2 SO2 
MASSA VOL VOL
2(159)----------------------2 (22,4)-------------------2(22.4)
477000---------------------V---------------------------V1 V= 67200 L 
EQUAÇÃO DE CLAPEYRON 
PV=nRT
P = PRESSÃO
V= VOLUME
T = TEMPERATURA (KELVIN)
n = NÚMERO DE MOL
R = CONSTANTE UNIVERSAL DOS GASES
0,082 atm L / mol .K 8,314 Pa .m3/mol .K
62,3 mm Hg . L/mol.K
 Constante de Boltzmann 
Constante física que relaciona temperatura e energia de moléculas.Tem o nome do físico austríaco Ludwig Boltzmann, que fez importantes contribuições para a física e para a mecânica estatística, na qual a sua constante tem um papel fundamental. 
K = 1,380649 X 10 -23 J/Kelvin
R = 6,10 23 . K 
HIPÓTESE DE AVOGADRO
“volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contêm o mesmo número de moléculas independentemente da sua natureza química e propriedades físicas”.
A Tabela a seguir apresenta os valores de temperatura, pressão e volume para cinco gases diferentes, contidos em recipientes separados e fechados. Qual dos gases , possui o maior número de moléculas?
De acordo com Avogadro, volumes iguais de gases diferentes, submetidos a mesma pressão e temperatura, sempre apresentam o mesmo número de moléculas. Logo, se a temperatura e o volume forem iguais, terá o maior número de moléculas aquele recipiente com maior pressão, como é o caso do recipiente IV.
PV= n.R.T
(1): 2.20= n.0,082.298 = 1,63 mol; 9,81. 1023 MOLÉCULAS (1=3= 5)
(2): 4.20=n.0,082.298 = 3,27 mol; 19,7. 1023 MOLÉCULAS 
(4): 6.20= n.0,082. 298 = 4,93 mol; 29,68 MOLÉCULAS 
O GÁS AO SER AQUECIDO, EXPANDE , SAINDO GRADATIVAMENTE. 
0,5 N2 + 0,5 O 2 1 NO 
C + O2 1 CO2PELA HIPÓTESE DE AVOGADRO, TERÃO O MESMO NÚMERO DE MOLÉCULAS
M = CO2 = 44; NO = 30 ; O2 = 32
ÁTOMOS DE OXIGÊNIO
NO = 6.10 23
CO2 = 2. 6.10 23
Pi.Vi / Ti = Pf.Vf/Tf
1.6 = 0,45 Vf
 294
Vf = 13,31 L 
MOL ---------------VOL V MOLAR = 22,4 L
1--------------------22400
N -------------------112
N = 0,005 MOL
1-------------32
0,005-------Y Y = 0,16 g = 160 mg 
Mistura de Gases
P= pa + pb
V= va + vb
N = na + nb
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Mistura de Gases
Lei de Dalton – A pressão exercida por uma mistura de gases ideias é a soma das pressões parciais dos gases
Para uma mistura de gases
Para cada componente da mistura
A mistura em termos de pressão parcial
Volume parcial molar
Para uma mistura de gases
Para cada componente da mistura
A mistura em termos de pressão parcial
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Pi pode ser escrito em função de fração molar. É so dividir a equação 2 por p e sabendo que rt/pv=nt
Exemplo fisico de pressao parcial
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PRESSÃO E VOLUME PARCIAL 
va= Xa.V
V = va + vb
pa= Xa.P
P = pa + pb
Xa = na / n total 
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Pi pode ser escrito em função de fração molar. É so dividir a equação 2 por p e sabendo que rt/pv=nt
Exemplo fisico de pressao parcial
Uma mistura de 60 g de metano (CH4(g)) e 32,0 g de argônio (Ar(g)) foi recolhida em um balão de volume igual a 44,8 L e mantido a 350 K. Considerando as massas atômicas do H= 1; C= 12; Ar= 40 e R= 0,082 atm.L.K-1.mol-1, qual é o valor da pressão parcial do gás argônio nessa mistura? Dado: 
n = 3,75 0,8 4,55 
pa = Xa.P
pa = 0,8. 2,91 = 0,511 atm
 4,55 
Uma determinada mistura gasosa é constituída por 36% de nitrogênio, 24% de neônio e 40% de gás carbônico (porcentagem em volume). Admitindo que essa mistura é mantida em um cilindro à temperatura ambiente e a uma pressão de 4000 kPa, qual é a pressão parcial do gás carbônico no cilindro?
pa= Xa.P
(UFC-CE) Em um recipiente fechado com capacidade para 2,0 L, encontra-se uma mistura de gases ideais composta por 42,0 g de N2 e 16,0 g de O2 a 300 K. Assinale a alternativa que expressa corretamente os valores das pressões parciais (em atm) dos gases N2 e O2, respectivamente, nessa mistura. Dado: R = 0,082 atm.L.mol–1.K–1.
M (g/mol): N = 14, O = 16
pa= Xa.P
p N2 = 18,45 atm
(U.E. Montes Claros) Durante um experimento, utilizou-se uma mistura gasosa com o propósito de simular a atmosfera de um planeta hipotético. Foram misturados, a 300°C, 0,320g de metano (CH4), 0,175g de argônio (Ar) e 0,225g de nitrogênio (N2). Considerando que a pressão parcial do nitrogênio é igual a 0,15 atm, é INCORRETO afirmar que: 
A) a quantidade de matéria (mol) de N2 é cerca do dobro da quantidade de Ar.
B) a pressão total exercida pelos gases na mistura é de , apreoximadamente, 0,6 atm.
C) o gás metano exerce uma pressão parcial inferior à pressão exercida pelo N2.
D) a soma das frações parciais dos gases na mistura é igual a uma unidade.
MASSA MOLAR (g/mol): METANO: 16; ARGÔNIO: 40 ; NITROGÊNIO: 14
METANO
1------16
a-----0,32
a = 0,02 mol
ARGÔNIO
1------40
b-----0,175
b = 0,004 mol
NITROGÊNIO
1------14
c-----0,225
c = 0,008 mol
P N2 = 0,15 atm; T = 573 K; R = 0,082 atm.L/mol.K ; 
Número de mol: Metano ( 0,02); Argônio (0,004) ; Nitrogênio ( 0,008) ; n total ( 0,032) . 
B) a pressão total exercida pelos gases na mistura é de , apreoximadamente, 0,6 atm.
p. V = n.R.T
0,15. V = 0,008. 0,082.573 = 2,5 L 
P.V = n.R.T
P. 2,5= 0,032. 0,082. 573 = 0,6 atm
C) o gás metano exerce uma pressão parcial inferior à pressão exercida pelo N2. ( FALSA)
P (CH4) = X. P ; p (CH4) = 0,02. 0,6 = 3,75 ; p (N2) = 0,008. 6 = 1,5 atm 
 0,032 0,032
D) a soma das frações parciais dos gases na mistura é igual a uma unidade.
Xa + Xb = 1
(ACAFE – SC): BASEADO NOS CONCEITOS SOBRE OS GASES, ANALISE AS AFIRMAÇÕES A SEGUIR:
DADO M(g/MOL): He = 4; C=12,H=1.
I - Doze gramas de gás hélio ocupam o mesmo volume que 48g de gás metano, ambos nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP).
Massa----Vol Massa----Vol
4----------22,4 16--------22,4
12---------V 48--------X
V=X = 67,2L 
II - Em um sistema fechado para proporcionar um aumento na pressão de uma amostra de gás numa transformação isotérmica é necessário diminuir o volume desse gás.
UM AUMENTO DE PRESSÃO, HÁ DIMINUIÇÃO DE VOLUME 
III - Em um recipiente fechado existe 1 mol do gás A mais uma certa quantidade mol do gás B, sendo que a pressão total no interior do recipiente é 6 atm. Se a pressão parcial do gás A no interior do recipiente é 2 atm a quantidade do gás B é 3 mol.
p (A) = 2 ; n (A) = 1; P = 6 atm; R = 0,082 atm.L/mol.K
(A)
p.V = n.R.T
2.V=1.0,082.300 (chutei)
V= 12,3L
(B)
p.V = n.R.T
4.12,3 = n. 0,082.300 (chutei)
n = 2 mol.
Difusão: é a sua passagem espontânea para outro meio gasoso. 
Efusão: é a mesma passagem só que por meio de pequenos orifícios. Segundo a Lei de Graham, a velocidade de difusão dos gases é inversamente proporcional à raiz quadrada de suas densidades.
EFUSÃO E DIFUSÃO GASOSA
V = VELOCIDADE DE EFUSÃO OU DIFUSÃO; d = DENSIDADE; M = MASSA MOLAR 
M
V
LEI DE AMAGAT 
Émile Amagat (1845-1915) desenvolveu um estudo sobre o comportamento dos gases em uma mistura gasosa. De acordo com Amagat, o volume que um gás ocupa em uma mistura gasosa é exatamente igual ao volume que esse gás ocuparia se estivesse sozinho dentro de um recipiente (Lei de Amagat), sob as mesmas condições de temperatura e pressão.
vA = VT. XA
Os gases do estômago, responsáveis pelo arroto, apresentam composição semelhante a do ar que respiramos: nitrogênio, oxigênio, hidrogênio e dióxido de carbono. Nos gases intestinais, produzidos no intestino grosso pela decomposição dos alimentos, encontra-se também o gás metano. Considerando cada gás individualmente, qual seria a ordem esperada de liberação destes para o ambiente, em termos de suas velocidades médias de difusão no ar?
Dado M(g/mol): N = 14, C=12,H=1, O=16,
(Uema 2014) Ao se adquirir um carro novo, é comum encontrar no manual a seguinte recomendação: mantenha os pneus do carro corretamente calibrados de acordo com as indicações do fabricante. Essa recomendação garante a estabilidade do veículo e diminui o consumo de combustível. Esses cuidados são necessários porque sempre há uma perda de gases pelos poros da borracha dos pneus (processo chamado difusão). É comum calibrarmos os pneus com gás comprimido ou nas oficinas especializadas com nitrogênio. O gás nitrogênio consegue manter a pressão dos pneus constantes por mais tempo que o ar comprimido (mistura que contém além de gases, vapor da água que se expande e se contrai bastante com a variação de temperatura). Considerando as informações dadas no texto e o conceito de difusão, pode-se afirmar, em relação à massa molar do gás, que 
a do ar comprimido é igual à do gás nitrogênio. 
b) quanto maior, maior será sua velocidade de difusão. 
c) quanto menor, maior será sua velocidade de difusão. 
d) quanto menor, menor será sua velocidade de difusão.
 e) não há interferência na velocidade de difusão dos gases.
M
V
(Upe 2012) Dois chumaços de algodão, I e II, embebidos com soluções de ácido clorídrico, HCL, e amônia, NH3, respectivamente, são colocados nas extremidades de um tubo de vidro mantido fixo na horizontal por um suporte, conforme representação abaixo. Após um certo tempo, um anel branco, III, forma-se próximo ao chumaço de algodão I. Baseando-se nessas informações e no esquema experimental, analise as seguintes afirmações: Dados: massas molares, H = 1g/mol; = 35,5 g/mol; N = 14 g/mol.
O anel branco forma-se mais próximo do HCl, porque este é um ácido forte, e NH3 é uma base fraca. (FALSO)
II. O anel branco formado é o NH4Cl sólido, resultado da reaçãoquímica entre HCL e NH3 gasosos. (VERDADEIRO)
HCL + NH3 NH4Cl 
III. O HCl é um gás mais leve que NH3, logo se movimenta mais lentamente, por isso o anel branco está mais próximo do ácido clorídrico. (FALSO)
Está correto o que se afirma em:
a) II. b) III. c) I e II. d) I e III e) II e III.
HCl
NH3
APROFUNDAMENTO
PV=nRT
 Constante de Boltzmann 
Constante física que relaciona temperatura e energia de moléculas.Tem o nome do físico austríaco Ludwig Boltzmann, que fez importantes contribuições para a física e para a mecânica estatística, na qual a sua constante tem um papel fundamental. 
K = 1,380649 X 10 -23 J/Kelvin
R = 6,10 23 . K 
HIPÓTESE DE AVOGADRO
“volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contêm o mesmo número de moléculas independentemente da sua natureza química e propriedades físicas”.
Mistura de Gases
P= pa + pb
V= va + vb
N = na + nb
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Mistura de Gases
Lei de Dalton – A pressão exercida por uma mistura de gases ideias é a soma das pressões parciais dos gases
Para uma mistura de gases
Para cada componente da mistura
A mistura em termos de pressão parcial
Volume parcial molar
Para uma mistura de gases
Para cada componente da mistura
A mistura em termos de pressão parcial
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Pi pode ser escrito em função de fração molar. É so dividir a equação 2 por p e sabendo que rt/pv=nt
Exemplo fisico de pressao parcial
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PRESSÃO E VOLUME PARCIAL 
va= Xa.V
V = va + vb
pa= Xa.P
P = pa + pb
Xa = na / n total 
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Pi pode ser escrito em função de fração molar. É so dividir a equação 2 por p e sabendo que rt/pv=nt
Exemplo fisico de pressao parcial
Uma mistura de 60 g de metano (CH4(g)) e 32,0 g de argônio (Ar(g)) foi recolhida em um balão de volume igual a 44,8 L e mantido a 350 K. Considerando as massas atômicas do H= 1; C= 12; Ar= 40 e R= 0,082 atm.L.K-1.mol-1, qual é o valor da pressão parcial do gás argônio nessa mistura? Dado: 
n = 3,75 0,8 4,55 
pa = Xa.P
pa = 0,8. 2,91 = 0,511 atm
 4,55 
Difusão: é a sua passagem espontânea para outro meio gasoso. 
Efusão: é a mesma passagem só que por meio de pequenos orifícios. Segundo a Lei de Graham, a velocidade de difusão dos gases é inversamente proporcional à raiz quadrada de suas densidades.
EFUSÃO E DIFUSÃO GASOSA
V = VELOCIDADE DE EFUSÃO OU DIFUSÃO; d = DENSIDADE; M = MASSA MOLAR 
M
V
LEI DE AMAGAT 
Émile Amagat (1845-1915) desenvolveu um estudo sobre o comportamento dos gases em uma mistura gasosa. De acordo com Amagat, o volume que um gás ocupa em uma mistura gasosa é exatamente igual ao volume que esse gás ocuparia se estivesse sozinho dentro de um recipiente (Lei de Amagat), sob as mesmas condições de temperatura e pressão.
vA = VT. XA
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Representação gráfica da lei de Boyle
 Isotérma – curva que representa o comportamento de uma propriedade a temperatura constante
Isoterma
48
Boile mostrou que o volume é inversamente proporcional a pressão
21
As leis empíricas dos Gases Ideais
Jacques Charles – massa constante e pressão constantes 
 Lei de Charles – pode ser escrita na seguinte forma:
Gay-Lussac – volume varia linearmente com a temperatura 
49
Temperatura – t e m celsius e a e b constantes
O coeficiente de expansao térmica dos gases a vo é igual para todos os gases
t-=1/ala + t. se temperatura em farenhaits 1/alfa=459,7 e a escala T em Rankine. Se 1/alfa=273,15 a escala T é em kelvin. Temperatura em Kelvim é dita temperatura absoluta
22
Representação gráfica da lei de Charles
Isobara (isobárica) – curva que representa o comportamento de uma propriedade a pressão constante
Isobara
50
o volume crescia linearmente com a temperatura, qualquer que fosse a natureza do gás, desde que a pressão fosse baixa
23
A lei dos Gases Ideais – efeito da massa
Princípio de Avogadro – Volumes iguais de gases, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contêm o mesmo número de moléculas
Corresponde a dizer que o volume é proporcional ao número de moles presentes e que a constante de proporcionalidade independe da identidade do gás
51
A equação é uma aproximação para descrever o comportamento de qualquer gás.
Para um gás perfeito obedece essa equação para qualquer condição
Para um gás real o comportamento se aproxima do modelo proposto, para pressões próximas a zero P0
27
Os Gases Reais
Comportamento: Os gases reais tem seu comportamento diferenciado dos ideais e este desvio é explicado pelas interações moleculares
Tipos de interação:
Forças atrativas contribuem para a compressão
Forças repulsivas contribuem para a expansão
a pressão de um gás real é menor quanto maior for a atração entre suas partículas. 
52
Forças repulsivas influem mais quando as moléculas estão muito próximas
Forças atrativas influem mais quando as moléculas estão em espaçamentos intermediários
Forças interativas são importantes em baixas temperaturas
Estas forças definem o comportamento de compressibilidade dos gases
28
Os Gases Reais
Interações
Intermoleculares
53
Forças repulsivas influem mais quando as moléculas estão muito próximas
Forças atrativas influem mais quando as moléculas estão em espaçamentos intermediários
Forças interativas são importantes em baixas temperaturas
Estas forças definem o comportamento de compressibilidade dos gases
29
Fator de compressibilidade
Definição: relação entre volume do gas real pelo volume do gás com comportamento ideal
54
As propriedades associadas a forças intermoleculares são refletidas através da compressibilidade (Z)
30
Volume molar de gases
Nas condições padrões
Gás					Vm (dm3mol-1)
Gás ideal				 24,7896*
Amônia				 24,8
Argônio				 24,4
Dióxido de Carbono		 24,6
Nitrogênio				 24,8
Oxigênio				 24,8
Hidrogênio				 24,8
Hélio					 24,8
*A STP (ooC, 1 atm) Vm= 24,4140
55
As propriedades associadas a forças intermoleculares são refletidas através da compressibilidade (Z)
31
Z – Representação Gráfica
Para um gás ideal Z = 1
Para pressões muito baixas Z = 1 para todos os gases
Para pressões elevadas Z > 1 (mais difícil comprimir)
Para pressões intermediárias Z < 1 (mais fácil comprimir)
56
33
Gás Ideal x Gás Real
Gás Ideal				Gás Real
57
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Gás Ideal x Gás Real
A partícula do gás real tem volume real
a pressão de um gás real é menor quanto maior for a atração entre suas partículas. 
A velocidade da bola verde ao colidir com a parede é diminuída pelas forças atrativas com as bolas vermelhas. 
58
38
Novas equações
Uma modificação da lei geral dos gases foi proposta por Johannes Van der Waals em 1873, levando em conta o tamanho das partículas e as interações intermoleculares. Esta é conhecida como a Equação de Estado de van der Waals. 
Na Equação de Estado de van der Waals, o parâmetro a corrige a pressão ideal para a pressão real e está relacionado às forças atrativas entre as partículas do gás. O parâmetro b corrige o volume molar e relaciona-se com o tamanho destas partículas. 
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35
Temperatura de Boyle
Definição: Na temperatura de Boyle as propriedades do gás real coincidem com as do gás perfeito nas pressões baixas.
Existe uma temperatura TB onde o gás se comporta como um gás perfeito por uma ampla faixa de pressão
60
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Comportamento Real/Coordenada Crítica
T
Temperatura crítica é a temperatura acima da qual a substância pode existir somente na forma de gás. Acima dessa temperatura, um gás não pode ser liquefeito, por mais que a pressão do sistema seja elevada. ... Se nessa nova pressão (maior que 1 atm), a água for aquecida até seu "novo" ponto de ebulição, irá ebulir.
61
Definição da Temperatura crítica
Isoterma abaixo de Tc há condensação de gás durante a compressão
Em Tc não existe definição de uma interface definida entre líquido e gás
Define o ponto crítico do gás
Define a temperatura, pressão e volume molar crítico – Pc, Vce Tc (coordenadas críticas da substância) 
37
Princípio do estado correspondente
62
EXEMPLOS
A Tabela a seguir apresenta os valores de temperatura, pressão e volume para cinco gases diferentes, contidos em recipientes separados e fechados. Baseando-se na lei de Avogadro, em qual dos recipientes existe um maior número de moléculas?
De acordo com Avogadro, volumes iguais de gases diferentes, submetidos a mesma pressão e temperatura, sempre apresentam o mesmo número de moléculas. Logo, se a temperatura e o volume forem iguais, terá o maior número de moléculas aquele recipiente com maior pressão, como é o caso do recipiente IV.
Segundo o italiano Lorenzo Romano Amedeo Carlo Avogadro , “quando dois ou mais gases estão ocupando o mesmo volume, nas mesmas condições de temperatura e pressão, apresentam sempre o mesmo número de moléculas”. Baseado na afirmação proposta por ele, temos a seguir alguns recipientes fechados contendo gases, submetidos a uma mesma temperatura e pressão. Em qual dos recipientes há um maior número de átomos de oxigênio e hidrogênio, respectivamente?
X=20,01.1023 ÁTO 
X=24,10.1023 ÁTO 
X=48,21.1023 ÁTO 
Uma massa fixa de um gás perfeito passa pelo ciclo ABCD, como desenhado, dentro de um pistão (cilindro com êmbolo). A temperatura em A é TA = 500 K. Identifique o nome das transformações gasosas, respectivamente:
      A → B;      B → C;       C → D;    D → A.
TB=500K
TC=300K
TD=300K
Isotérmica, isocórica, isotérmica, isocórica.
(UCDB-MS) Certa massa de gás estava contida em um recipiente de 20 L, à temperatura de 27ºC e pressão de 4 atm. Sabendo que essa massa foi transferida para um reservatório de 60 L, à pressão de 4 atm, podemos afirmar que no novo reservatório:
A temperatura absoluta ficou reduzida a 1/3 da inicial.
A temperatura absoluta ficou reduzida de 1/3 da inicial.
A temperatura em ºC triplicou o seu valor inicial.
A temperatura em ºC ficou reduzida a 1/3 de seu valor inicial.
A temperatura absoluta triplicou seu valor inicial.
RESPOSTA:C
Uma empresa pretende utilizar balões para realizar uma operação de publicidade em uma praia. Os balões foram preenchidos com uma pressão de 760 mmHg, a uma temperatura de 32 oC. Ao chegar à praia, a temperatura estava em 42oC, mas a pressão ainda era de 760 mmHg. Quantas vezes o volume dos balões foi alterado ao chegar à praia?
a) 1,3
b) m3
c) 3,01
d) 1,03
e) 0,331
Y=1,03X
D 
1 - UFPR - O presidente Barack Obama anunciou nesta quinta-feira (28) um novo acordo com fabricantes de carros sobre padrões de uso de combustíveis nos Estados Unidos. A medida, que teve o acordo de líderes da Ford, General Motors, Chrysler, Honda e Toyota, prevê dobrar a economia de combustível para 23,4 km por litro até 2025. Com relação a essa notícia, faça o que se pede:
a) Escreva a equação química balanceada da reação de combustão do octano.
C8H18 + 12,5 O2   8 CO2 + 9 H2O
b) Considerando um automóvel que atinja a meta estabelecida para 2025, fazendo uma viagem a 100 km.h-1, calcule o volume de dióxido de carbono (em litros) emitido por esse automóvel por hora. Admita que o combustível (gasolina) seja 100% octano, cuja densidade é 0,70 kg.L-1, que o gás dióxido de carbono se comporte como gás ideal e esteja à temperatura ambiente de 25 °C e à pressão atmosférica. Dados: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1; P(atm) = 1 atm; Massa molar (g.mol-1): C = 12,01; H = 1,008; O = 15,999.
100Km/h , econ:23,4 Km/L ; d= 0,7 Kg/L; T = 298 K; P = 1 atm , V gás carb=?
OCT
23,4---1L
100----V
V= 4,27 L
700-----1 L 
 m------4,27
 m = 2989 g
C8H18-----8 CO2
M--------------MOL
114---------8
2989-------n
 n = 209,75 mol
PV=n.R.T
1.V= 209,75.0,082.298
V = 5125 L/h
02 - (ITA SP) Dois frascos, A e B, contêm soluções aquosas concentradas em HCl e NH3, respectivamente. Os frascos são mantidos aproximadamente a um metro de distância entre si, à mesma temperatura ambiente. Abertos os frascos, observa-se a formação de um aerossol branco entre os mesmos. Dado Ma (g/mol): H = 1, Cl = 35,5, N= 14
Descreva o fenômeno e justifique por que o aerossol branco se forma em uma posição mais próxima a um dos frascos do que ao outro.
 
HCl + NH3 NH4Cl
São voláteis, quando reagem, fazem uma reação de ácido base, gerando o pó branco. A formação ocorrerá mais próximo do ácido clorídrico, pois a velocidade de difusão da amônia é maior, pois a mesma possui menor massa qunado comparada ao ácido. 
04 - (FUVEST SP) Uma balança de dois pratos, tendo em cada prato um frasco aberto ao ar, foi equilibrada nas condições-ambiente de pressão e temperatura. Em seguida, o ar atmosférico de um dos frascos foi substituído, totalmente, por outro gás. Com isso, a balança se desequilibrou, pendendo para o lado em que foi feita a substituição.
a) Dê a equação da densidade de um gás (ou mistura gasosa), em função de sua massa molar (ou massa molar média).
P.V=n.R.T
b) Dentre os gases da tabela, quais os que, não sendo tóxicos nem irritantes, podem substituir o ar atmosférico para que ocorra o que foi descrito? Justifique. Dado: M ar = 29 g/mol.
05 - (IME RJ) Em um recipiente fechado queima-se propano com 80% da quantidade estequiométrica de ar. Admitindo que não haja hidrocarbonetos após a combustão, que todos os produtos da reação estejam na fase gasosa e que a composição volumétrica do ar seja de uma parte de O2 para quatro partes de N2, calcule a porcentagem molar de CO2 no recipiente após a combustão (considere comportamento ideal para os gases).
a) 4,35%			b) 4,76%			c) 5,26%
d) 8,70%			e) 14,28%
C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O
5------100
 n-----80
 n= 4 mol de oxig
 n Nit = 16 mol
C3H8(g) + 4O2 + 16 N2 CO2 + 2 CO + 4H2O + 16 N2
 n total= 1+2+4+16 = 23 mol
23----- 100%
1-------- P
 P = 4,35%
06 - (UERJ) O oxigênio gasoso pode ser obtido em laboratório por meio da decomposição térmica do clorato de potássio. Em um experimento, o gás foi produzido em um frasco A e recolhido em um frasco B que, inicialmente, continha apenas água. Observe o esquema: (http//www.uerj.com)
Ao final do experimento, verificaram-se as seguintes medidas no interior do frasco B:
 
• volume de gás recolhido: 123 mL
• temperatura interna: 27 oC
• pressão total no nível da água: 786,7 mmHg
• pressão de vapor da água: 26,7 mmHg
Determine a massa de oxigênio gasoso, em gramas, recolhida no frasco B, e apresente 
a equação química completa e balanceada correspondente a sua obtenção.
2KClO3 2KCl + 3 O2 
• volume de gás recolhido: 123 mL M O2 = 32 g/mol
• temperatura interna: 27 oC
• pressão total no nível da água: 786,7 mmHg
• pressão de vapor da água: 26,7 mmHg
P.V = m.R.T
 M
P = pv + p oxi
786,7 = 26,7 + p oxi 
 p oxi = 760 mmHg = 1 atm
 m= P.V.M/R.T
 m= 1.0,123.32/0,082. 300
 m = 0,16 g
07 - (UEG GO) A 25 ºC, uma mistura de propano e butano ocupa um certo volume, sob uma pressão total de 1,25 atm. Quando é realizada a combustão completa dessa mistura e apenas dióxido de carbono é coletado, verifica-se que a pressão desse gás é de 0,5 atm, quando este ocupa um volume oito vezes superior ao volume inicial sob a mesma temperatura. Dado: R=0,082 atm L K–1 mol–1 
a) Calcule a fração molar de butano na amostra original.
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
 a mol 3 a mol
C4H10 + 6,5 O2 4CO2 + 5H2O
 b mol 4 b mol
C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H2O
 a mol 3 a mol
C4H10 + 6,5 O2 4CO2 + 5H2O
 b mol 4 b mol
P.V = n.R..T
1,25V= (a+b).R.T (início) (1)
0,8.8V= (3a+4b).R.T (combustão) (2)
0,5.8V = (3 a + 4 b). R.T
1,25V = (a+b).R.T
4 a+ 4 b = 3,75 a +5b 0,25 a = b
0,25 a = b
 a= 4.b
X prop= a/a+b
X = 4b/4b+b
X= 4b/5b = 0,8
X but= 0,2
b) Explique, do ponto de vista da teoria cinética dos gases, por que o aumento de temperatura a volume constante provoca um aumento na pressão.
Como aumento da temperatura, haverá um aumento na energia cinética das moléculas, aumentando o número de colisões, logo aumentando a pressão do sistema. 
08 – UFPR - A equação geral dos gases ideais é uma equação de estado que correlaciona pressão, temperatura, volume e quantidade de matéria, sendo uma boa aproximação ao comportamento da maioria dos gases. Os exemplos descritos a seguir correspondem às observações realizadas para uma quantidade fixa de matéria de gás e variação de dois parâmetros. Numere as representações gráficas relacionando-as com as seguintes descrições. 
1. Ao encher um balão com gás hélio ou oxigênio, o balão apresentará a mesma dimensão. 
2. Ao encher um pneu de bicicleta, é necessária uma pressão maior que a utilizada em pneu de carro. 
3. O cozimento de alimentos é mais rápido em maiores pressões. 
4. Uma bola de basquete cheia no verão provavelmente terá aparência de mais vazia no inverno, mesmo que não 
tenha vazado ar. 
1. Ao encher um balão com gás hélio ou oxigênio, o balão apresentará a mesma dimensão. 
2. Ao encher um pneu de bicicleta, é necessária uma pressão maior que a utilizada em pneu de carro. 
3. O cozimento de alimentos é mais rápido em maiores pressões. 
4. Uma bola de basquete cheia no verão provavelmente terá aparência de mais vazia no inverno, mesmo que não 
tenha vazado ar. 
 2 3 4 1
P.V/T
9 – UFPR - “Concentração de CO2 na atmosfera pode ultrapassar 400 ppm em maio. A concentração de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera poderá ficar acima das 400 partes por milhão (ppm) em boa parte do Hemisfério Norte já em maio deste ano. Será a primeira vez em mais de três milhões de anos que a barreira dos 400 ppm será ultrapassada.” 
Dados: Pressão atmosférica = 1 atm. Massa molar (g/mol): C=12, O=16. Massa molar média do ar = 29. Volume molar = 24 L.mol-1. O dado fornecido de concentração se refere a partes por milhão de volume seco (ppmv) 
a) A concentração considerada normal de CO2 é 380 ppmv. Calcule o acréscimo na pressão parcial de CO2 (em atm) ao atingir 400 ppmv.
 Acréscimo = P CO2 /106. 1
 
 Acréscimo = 400- 380/ 106.1 = 2.10-5 Atm 
b) Caso a concentração fornecida de 400 ppm fosse em parte por milhão em massa, calcule qual seria o valor de concentração de CO2 em mol por litro.
 
400 ppm = 400 g CO2
 106 g ar
MOL-----MASSA
1----------44
 n--------400 n = 9,09 mol
AR
MASSA----VOL
29------------24
106--------V V =0,82.106 L 
[MOLAR] = n/V
[molar]= 9,09/0,82.106
[molar]= 1,1.10-5 M
(
)
n
V
T
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,
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273
 
 
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V
 
constante)
 
pressão
 
(a
 
T
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V
constante)
 
 volume
(a
 
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 x 
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=
R
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R
8,31451 JK
-
1
mol 
–
1
8,31451 Pa m
3
K
-
1
mol 
–
1
8,20578 x 10
-
2
L 
atm
K
-
1
mol 
–
1
8,31451 x 10
-
2
L bar K
-
1
mol 
–
1
62,364 L 
torr 
K
-
1
mol 
–
1
1,98722 cal K
-
1
mol 
–
1
R
8,31451 JK
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1
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1
8,31451 Pa m
3
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m
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2
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-
-
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c
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p
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T
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