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Características dos Gases
★ São menos densos que os sólidos e os líquidos;★ Sempre se misturam entre si (grande difusibilidade);★ São importantes para a manutenção da vida;★ Variam de acordo com a pressão e a temperatura;★ Possuem baixa massa molecular;★ Possuem forma indefinida;★ Formam misturas homogêneas;★ São bastante compressíveis;★ Ocupam todo o volume do recipiente em que estão contidos
(grande expansibilidade).
Informações importantes para o estudo dos gases
TEMPERATURA: é a medida do nível de agitação das moléculas.
Tk = Tc + 273Tf = Tc X 1,8 + 32
Tk: temperatura em KelvinTc: temperatura em CelsiusTf: temperatura em Fahrenheit
➔ 0°C = 32 °F = 273,15 K➔ 100 °C = 212°F = 373,15 K
PRESSÃO: é a força que atua sobre determinada área. Os gases exercem pressão na superfície em que estão em contato.
P = F/A
P: Pascal(N/m2 ou Pa) F: Newton (N)A: área (m2)
PRESSÃO ATMOSFÉRICA: é a pressão que os gases (ar) da atmosfera exercem sobre a superfície terrestre.
1 atm = 760 mmHg = 1X105 Pa
LEIS DOS GASESIDEAIS
Gases ideais (ou gases perfeitos) são modelos utilizados para o estudo dos gases.
CARACTERÍSTICAS:
- Possuem movimento não interativo e desordenado entre as moléculas;
- Não possuem forças de atração e repulsão.
Alteram de acordo com:
● PRESSÃO;● TEMPERATURA;● VOLUME;● QUANTIDADE DE MATÉRIA.
LEI DE BOYLE
Criada por Robert Boyle, expõe a transformação isotérmica dos gases, ou seja, a temperatura permanece constante. A equação que expressa essa Lei é:
P X V = K ou P1 X V1 = P2 X V2
P: pressão (atm);V: volume (l);K: constante de temperatura - depende da natureza do gás.
Figura 1 - Robert Boyle
LEI DE GAY-LUSSAC
Criada por Joseph Louis Gay-Lussac, expõe a transformação isobárica dos gases, ou seja, a pressão permanece constante. A equação que expressa essa Lei é:
V = K X T ou V1 / T1 = V2 / T2
T: temperatura (K);V: volume (l);K: constante de temperatura - depende da natureza do gás.
Figura 2 - Joseph Louis Gay-Lussac
LEI DE CHARLES
Criada por Jacques Alexandre Cesar Charles, expõe a transformação isométrica ou isocórica ou isovolumétrica dos gases, ou seja, o volume permanece constante. A equação que expressa essa Lei é:
P = K X T ou P1 / T1 = P2 / T2
T: temperatura (K);P: pressão (atm);K: constante de temperatura - depende da natureza do gás. Figura 3 - Jacques Alexandre
Cesar Charles
REUNINDO AS LEIS ANTERIORES
EQUAÇÃO GERAL DOS GASES:
(P1 X V1) / T1 = (P2 X V2) / T2
P: pressão (atm)
V: volume (l)
T: temperatura (k)
EQUAÇÃO DO GÁS IDEAL:
P X V = n X R X T
P: pressão (atm)V: volume (l)T: temperatura (K)n: número de mols (mol)R: constante geral dos gases (constante de Clayperon), na CNTP == 0,082 atmXl/molXK = 8,314 PaXm3/molXKCNTP: 1 atm e 0°C (273K)
DENSIDADE ABSOLUTA DE UM GÁS
A partir do conhecimento do volume de um gás, é possível calcular a densidade do mesmo. A equação é:
d = m/V ou d = (PXMM)/(RXT)
d: densidade (g/l)m: massa (g)V: volume (l)P: pressão (atm)MM: massa molar (g/mol)R: constante geral dos gases = 0,082 atm X l / mol X KT: temperatura (K)
REFERÊNCIAS:[1] SIGNIFICADOS. Significado de Temperatura. Disponível em: <https://www.significados.com.br/temperatura/>. [2] INFO ESCOLA. Pressão Atmosférica. Disponível em: <https://www.infoescola.com/fisica/pressao-atmosferica/>. [3] TODA MATÉRIA. Lei dos Gases. Disponível em: <https://www.todamateria.com.br/lei-dos-gases/>. [4] ALUNOS ONLINE. Densidade Absoluta dos Gases. Disponível em: <https://alunosonline.uol.com.br/quimica/densidade-absoluta-dos-gases.html>.
REFERÊNCIAS DAS FIGURAS:[1]http://www.iyimiboyle.com/wp-content/uploads/2016/04/robert-boyle-kimdir-320x260.jpg[2]http://soq.com.br/biografias/gay-lussac/index_clip_image001.jpg[3]https://images.huffingtonpost.com/2015-01-26-image010-thumb.jpg
EXERCÍCIOS
1. (Estácio-RJ) Um volume de 10 L de um gás perfeito teve sua pressão aumentada de 1 para 2 atm e sua temperatura aumentada de -73 °C para +127 °C. O volume final, em litros, alcançado pelo gás foi de:
a) 50 b) 40 c) 30 d) 10 e) 20
2. (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) A temperatura absoluta ficou reduzida a 1/3 da inicial.b) A temperatura absoluta ficou reduzida de 1/3 da inicial.c) A temperatura em ºC triplicou o seu valor inicial.d) A temperatura em ºC ficou reduzida a 1/3 de seu valor inicial.e) A temperatura absoluta triplicou seu valor inicial.
3. (OSEC-SP) Um carro-tanque transportou gás cloro para uma estação de tratamento de água. Sabe-se que o volume do tanque que continha gás cloro era de 30 m3, que a temperatura era mantida a 20oC para a pressão ser de 2 atm e que na estação de tratamento de água esse cloro foi transferido para um reservatório de 50 m3 mantido a 293K. Ao passar do carro-tanque para o reservatório o gás sofreu uma transformação........ e a pressão do reservatório era.............As lacunas são completamente preenchidas, respectivamente, com os dados:
a) isotérmica, 1,2 atm b) isométrica, 117 atm c) isobárica, 2 atm d) isocórica, 2 atm e) isovolumétrica, 1,2 atm
4. (Mackenzie- SP) Um recipiente de volume V, totalmente fechado, contém 1 mol de um gás ideal, sob uma certa pressão p. A temperatura absoluta do gás é T e a constante universal dos gases perfeitos é R= 0,082 atm.litro/mol.K. Se esse gás é submetido a uma transformação isotérmica, cujo gráfico está representado abaixo, podemos afirmar que a pressão, no instante em que ele ocupa o volume de 32,8 litros, é:
a) 0,1175 atm d) 1,175 atmb) 0,5875 atm e) 1,33 atmc) 0,80 atm
5. (UnB-DF) Um balão que contém gás oxigênio (O2), mantido sob pressão constante, tem volume igual a 10 L, a 27°C. Se o volume for dobrado, podemos afirmar que:
a) A temperatura em C° dobra.b) A temperatura em K dobra.c) A temperatura em K diminui à metade.d) A temperatura em °C diminui à metade.e) A temperatura em K aumenta de 273 K.
6. Antes de realizar uma viagem de carro, em um dia cuja temperatura era de 30oC, um senhor calibrou os pneus utilizando 3 atm de pressão. Quando chegou ao destino, depois de 5 horas de viagem, mediu novamente a pressão dos pneus e constatou 3,4 atm de pressão. Sabendo que a variação de volume dos pneus é desprezível, marque a alternativa que indica a temperatura em que se encontravam os pneus:
a) 70,4 °C b) 115,2 °C c) 125,1 °C d) 121,5 °C e) 152,1°C
7. (CFTMG) Um cilindro metálico contém um gás desconhecido, cuja densidade é igual a 1,25 g/L quando submetido às CNTP. Pode-se concluir, corretamente, que esse gás é denominado de?Dados: N = 14; O = 16; H = 1; C = 12.
a) oxigênio (O2). d) dióxido de carbono (CO2).b) nitrogênio (N2). e) dióxido de enxofre (SO2).c) hidrogênio (H2).
8. (UECE) O gás SO3, poluente atmosférico, é um dos responsáveis pela formação da chuva ácida. A sua densidade, em g/L a 0,90 atm e 20 °C é, aproximadamente:Dados: S = 32; O = 16.
a) 2 b) 3 c) 4 d) 5 e) 6
RESPOSTAS
1. V1 = 10 L (P1 X V1) / T1 = (P2 X V2) / T2P1 = 1 atm (1 X 10) / 200 = (2 X V2) / 400V2 = ? 10 / 200 = 2V2 / 400P2 = 2 atm 400V2 = 4000T1 = -73 °C = 200 K V2 = 4000 / 400T2 = 127°C = 400 K V2 = 10 L letra D
2. V1 = 20 L (P1 X V1) / T1 = (P2 X V2) / T2P1 = 4 atm (4 X 20) / 300 = (4 X 60) / T2V2 = 60 L 80 / 300 = 240 / T2P2 = 4 atm 80T2 = 72000T1 = 27 °C = 300 K T2 = 72000/80T2 = ? T2 = 900 letra E
3. V1 = 30 m3 = 30000 L P1 X V1 = P2 X V2T1 = 20 °C = T2 = 293 K 2 X 30000 = P2 X 50000P1 = 2 atm 60000 = 50000P2V2 = 50 m3 = 50000 L P2 = 1,2 atmP2 = ? temperatura constante = isotérmica letra A
4. n = 1 mol P X V = n X R X TV = 32,8 L P X 32,8 = 1 X 0,082 X 320T = 47 °C = 320 K 32,8P = 26,24R= 0,082 atm.litro/mol.K P = 26,24 / 32,8P = ? P = 0,8 atm letra C
5. P = Constante V1 / T1 = V2 / T2V1 = 10 L 10 / 300 = 20 / T2T1 = 27 °C = 300 K 10T2 = 6000V2 = 20 L T2 = 6000 / 10T2 = ? T2 = 600 K letra B
6. T1 = 30 °C = 303 K P1 / T1 = P2 / T2P1 = 3 atm 3 / 303 = 3,4 / T2P2 = 3,4 atm 3T2 = 1030,2V = constante T2 = 1030,2 / 3T2 = ? T2 = 343,4 K = 70,25 °C (aproximadamente)
letra A
7. d = 1,25 g/L d = m/VP = 1 atm (CNTP)* 1,25 = m/ 22,4T = 273 K (CNTP)* m = 1,25 X 22,4V = 22,4 L (CNTP)* m = 28 g
N = 14 g + 14 g = 28 g letra B
* CNTP = condições normais de temperatura e pressão = constantes
8. d = ? d = (PXMM)/(RXT)T = 20 °C = 293 K d = (0,9 X 80) / (0,082 X 293)P = 0,9 atm d = 72 / 24,026MM = 3X16 + 32 = 80 g/mol d = 3 g/lR= 0,082 atm.litro/mol.K letra B