gases

Professor: Oscar Nestor

QUIMICA GERAL IIEngenharia Civil

GASES: Introdução

Os gases são substâncias presentes o tempo todo em nosso cotidiano.

O entendimento de suas características e suas propriedades proporcionou grande evolução na Química e nos processos industriais.Vários elementos químicos importantes estão presentes em substâncias gasosas, nas condições ambiente: H2, N2, O2, Cl2, gases nobres etc.

GASES: Introdução

O entendimento do comportamento dos gases permite a melhor compreensão dos problemas ligados à atmosfera.

1. Efeito estufa2. Camada de ozônio3. Mudanças

climáticas4. Smog fotoquímico

GASES: Propriedades

Massa.

Densidade

Expansibilidade

Difusibilidade

Compressibilidade

Dilatabilidade

GASES: Grandezas

Volume dos gases

O volume de um gás corresponde ao volume do recipiente ocupado por ele.No Sistema Internacional de Unidades (SI), a unidade padrão de volume é o metro cúbico (m3)

GASES: Grandezas

Pressão dos gases

É definida como o quociente entre uma força e a área onde a força está sendo aplicada.

P = F/S

GASES: Grandezas

Pressão dos gases

No SI, a unidade de pressão é o Pascal (Pa) 1 Pa = 1 N/m²

GASES: Grandezas

Temperatura dos gases

É uma grandeza que mede o grau de agitação das partículas (átomos ou moléculas) de um gás.

No Brasil, a escala mais comum é a escala Celsius (°C), enquanto nos Estados Unidos a escala Fahrenheit (°F) é a mais utilizada. Todavia, usa-se a escala absoluta ou Kelvin (K)

GASES: Grandezas

Temperatura dos gases

GASES: Leis físicas

São leis empíricas que mostram como o volume de um gás varia se variarmos sua pressão e sua temperatura.

Estado de um gás – são as condições de volume (V), temperatura (T) e pressão (P) em que o gás se encontra;

Variáveis de estado – são as grandezas V, T e P

Transformações gasosas – são as variações de V, T e P


Lei de Boyle-Mariotte

GASES: Leis físicasLei de Boyle-Mariotte

“Sob temperatura constante, o volume ocupada por uma determinada massa de gás é inversamente proporcional à sua pressão”


Lei de Gay-Lussac


Lei de Gay-Lussac

“Sob pressão constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta”


Lei de Charles


Lei de Charles

“Sob volume constante, a pressão exercida sobre uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura”


Resumindo, temos:

GASES: Equação Geral dos Gases

Reunindo as três leis/fórmulas vistas anteriormente, chegamos à seguinte fórmula matemática:

GASES: Condições Normais de Temperatura e Pressão

Por definição, costumamos chamar de condições normais de temperatura e pressão (ou CNTP) as seguintes condições:

É comum indicar o gás nessas condições por P0, V0 e T0.

GASES: Gás perfeito e Gás realGás perfeito ou gás ideal seria o gás que obedecesse todas as leis mencionadas até agora. Na prática tal gás não existe.

Os gases comuns, que chamamos de gases reais, sempre se afastam do comportamento de um gás ideal quanto maior for sua pressão e menor for sua temperatura.

O comportamento de um gás será tanto mais perfeito quanto mais rarefeito ele estiver.

GASES: Leis químicas

Lei Volumétrica de Gay-Lussac

“Quando medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura, os volumes dos reagentes e dos produtos gasosos formam uma proporção constante”


Lei de Avogadro

“Volumes iguais de qualquer gás, quando medidos na mesma temperatura e pressão, encerram o mesmo número de moléculas”


Lei de Avogadro

GASES: Volume Molar

“Volume molar (VM) dos gases é o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás, emdeterminada pressão e temperatura”.O volume molar independe da natureza do gás, mas varia com a pressão e a temperatura.

GASES: Equação de Clapeyron

Esse valor (0,082) é constante para 1 mol de quaisquer gás, em quaisquer pressão e temperatura.

O valor 0,082 recebeu o nome de constante universal dos gases perfeitos, sendo representado habitualmente pela letra R.


P = pressão do gás;V = volume do gás;n = quantidade do gás, em mols;m = massa do gás, em gramas;M = massa molar do gás;R = constante universal dos gases perfeitos;T = temperatura do gás, medida em Kelvin.

GASES: Misturas gasosasMisturas gasosas são muito frequentes em nosso dia-a-dia.

O ar atmosférico, formado principalmente por N2 e O2, é sem dúvida a mistura gasosa mais comum.

O “gás de cozinha” é uma misturaformada principalmente pelos gases butano (C4H10) e propano (C3H8).

GASES: Misturas gasosasNa mistura, a quantidade total de mols é a soma das quantidades de mols de todos os gases iniciais.

GASES: Misturas gasosasEm uma mistura gasosa, pressão parcial de um gás é a pressão que esse gás exerceria se estivesse sozinho, ocupando o volume total da mistura e na mesma temperatura em que a mistura se encontra.

A lei de Dalton para misturas gasosas diz que: A pressão total de uma mistura gasosa é a soma das pressões parciais de todos os gases componentes da mistura.

GASES: Misturas gasosas

Lei de Amagat

Em uma mistura gasosa, volume parcial de um gás é o volume que ele irá ocuparestando sozinho e sendo submetido à pressão total e à temperatura da mistura.

A lei de Amagat: O volume total de uma mistura gasosa é a soma dos volumes parciais de todos os gases componentes da mistura.

GASES: Misturas gasosas

Fração em mols (x) de um gás é o quociente entre sua quantidade de mols e a quantidade total de mols da mistura.

GASES: Densidade dos gases

Densidade absoluta ou massa específica de um gás, em determinada pressão e temperatura, é o quociente entre a massa e o volume do gás, nas condições consideradas de pressão e temperatura.

Podemos calcular a densidade absoluta, em qualquer pressão e temperatura, como auxílio da equação de Clapeyron.

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