GASES. Gás  Vapor Gás: uma substância que normalmente se encontra no estado gasoso na temperatura e pressão ambiente. Exs.:Hélio, Hidrogênio, Oxigênio,

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  • Gs Vapor Gs: uma substncia que normalmente se encontra no estado gasoso na temperatura e presso ambiente. Exs.:Hlio, Hidrognio, Oxignio, entre outros. Vapor: a forma gasosa de uma substncia que normalmente um lquido ou um slido na temperatura e presso ambiente.Ex.: gua
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  • Razes para se investigar os Gases 1.: Alguns elementos e compostos comuns existem no estado gasoso, nas condies normais de temperatura e presso. Alm disso podem ser vaporizados, e as propriedades destes vapores so importantes. 2.:Nossa atmosfera gasosa proporciona meios de movimentar energia e materiais sobre toda a superfcie terrestre e a fonte de muitos produtos qumicos vitais. 3.: Os gases so os mais simples quando a investigao feita a nvel molecular.
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  • As Propriedades dos Gases Para descrever o estado gasoso so necessrias 04 (quatro) grandezas: presso, volume, temperatura e a quantidade de gs. Presso: Fora por unidade de rea. Aparelho usado para medir presso: Barmetro Unidades: a presso medida em um barmetro de mercrio mmHg,,tambm chamada de torr; pode ser tambm registrada em atmosfera normal (atm) que se define por: 1 atmosfera padro = 1 atm = 760mmHg * A Unidade do SI (Sistema Internacional) o pascal (Pa).
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  • Leis dos Gases Lei de Boyle: A Compressibilidade dos Gases Robert Boyle estudou a compressibilidade dos gases e observou que o volume de uma massa fixa de um gs, numa dada temperatura, inversamente proporcional presso do gs. Dada uma massa de gs numa temperatura constante, o produto de presso pelo volume constante. P 1 V 1 = P 2 V 2
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  • Lei de Boyle Exs.: Uma amostra de nitrognio gasoso na bolsa de ar de um carro tem a presso de 745mmHg com o volume de 65L. Se esta amostra foi transferida para uma bolsa de 25L, mantendo a mesma temperatura qual a presso do gs com o novo volume? P 1 V 1 = P 2 V 2 745 x 65 = P 2 x 25 V 2 = 1940mmHg Uma amostra de CO2 na presso de 55mmHg, ocupa um volume de 125mL. A amostra comprimida de tal forma que a nova presso do gs 78mmHg. Qual o novo volume que o gs ocupa? (A temperatura se manteve constante durante toda a experincia)
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  • O volume de uma quantidade constante de gs, sob presso tambm constante, aumentava com a elevao da temperatura. Enunciado: Se uma massa constante de gs forma mantida a preso constante, o seu volume diretamente proporcional Temperatura Absoluta (Temperatura em Kelvin) Lei de Charles: efeito de TC sobre o Volume do Gs
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  • Exs.: Suponha que se tenha uma amostra de CO 2 numa seringa selada. O volume de gs 25,0mL temperatura ambiente (20C). Qual o volume final de gs, se voc aquecer a seringa segurando-a na mo, at a temperatura de 37C? Condies Iniciais: V 1 = 25mL T 1 = 20+273 = 293K Condies Finais: V 2 = ? T 2 = 37 + 273 = 310K V 1 = V 2 25 = V 2 25 x 310 = 26,5mL T 1 T 2 293 310 293 Lei de Charles
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  • Ex.2: Um balo est cheio de hlio e tem o volume de 45,0L na temperatura ambiente (25C). Se o balo estiver cheio com a mesma quantidade de hlio num dia muito frio (-10C), qual o novo volume do balo? Considere que a presso permaneceu constante. Lei de Charles
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  • Combinao das Leis de Boyle e Charles; O volume de um gs inversamente proporcional a sua presso, a temperatura constante (Lei de Boyle) e diretamente proporcional temperatura absoluta (TK) a presso constante (Lei de Charles). P 1 x V 1 = P 2 x V 2 T 1 T 2 Essa equao frequentemente chamada de Lei Geral dos Gases. Ela se aplica especificamente a equaes onde a quantidade de gs permanece constante. Lei Geral dos Gases
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  • Ex.: Uma bola de gs (recipiente cilndrico), com um volume de 22,0L contm hlio a presso de 150atm e na temperatura de 31C. Quantas bolas de gs. Cada uma com um volume de 5,0L, podem ser infladas num dia em que a presso atmosfrica de 755mmHg e a temperatura de 22C? Incio: V 1 = 22,0L; P 1 = 150atm e T 1 = 31+273 = 304K Final: V 2 = 5,0L; P 2 = 755mmHg (0,993atm) e T 2 = 22 + 273 = 295K P 1 x V 1 = P 2 x V 2 = 22 x 150 = V 2 x 0,993 = 3200L T 1 T 2 304 295 1 bola ------- 5,0L x ------- 3200L 5x = 3200 x = 3200/5 x = 640 bolas de gs Lei Geral dos Gases
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  • Exs.: Mesmo nos dias de hoje, a investigao das camadas superiores da atmosfera feita atravs de bales equipados com instrumentos cientficos. Estes bales so inflados com gs hlio. Suponha que um balo, com um volume de 4,19 x 103L lanado a temperatura de 22,5C e a presso barmetrica de 754mmHg. Qual o volume do balo quando este alcanar a altura de 32 quilmetros, onde a presso de 760mmHg e a temperatura de 33C? Lei Geral dos Gases
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  • Enunciado: Os volumes de gases se combinavam em razo expressa por pequenos nmeros inteiros, desde que fossem medidos na mesma temperatura e presso. Esta Lei conhecida como Lei dos Volumes que se combinam de Gay-Lussac. Ex.: 100mL de H 2 gasoso se combinam com exatamente 50mL de O 2 gasoso pra dar 100mL exatos de vapor de H 2 O, se todos os volumes forem medidos nas mesmas temperatura e presso. Lei de Gay-Lussac e Avogadro
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  • A Lei de Gay-Lussac exprimia apenas, resumidamente um conjunto de observaes experimentais, at ser fundamentada pelo trabalho de Avogadro. Enunciado do Princpio de Avogadro: Volumes iguais de gases, nas mesmas condies de temperatura e presso, tem o mesmo nmero de molculas. Lei de Avogadro: o volume de um gs, a uma certa temperatura e presso, diretamente proporcional quantidade do gs V = C x n Onde V o volume do gs, n o nmero de moles e C a constante de proporcionalidade. Lei de Gay-Lussac e Avogadro
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  • Ex.: A amnia pode ser sintetizada diretamente a partir de seus elementos: N 2(g) + 3H 2(g) 2NH 3(g) Se for 15,0L o volume inicial do H 2(g), numa dada condio de T e P, qual o volume de N 2(g) necessrio para completar a reao (nas mesmas condies de T e P)? Qual a produo terica de NH 3, em litros? 1L de N 2 ------ 3L de H 2 x ------- 15L de H 2 x = 15/3 = 5L de N 2 1 L de N 2 --------2L de NH 3 5L de N 2 -------- x x = 2x 5 = 10 Litros de NH 3 Lei de Gay-Lussac e Avogadro
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  • Ex.: O metano queima no oxignio par dar os produtos usuais, Co2 e H2O, de acordo com a equao: CH 4(g) + 2O 2(g) CO 2(g) + 2H 2 O (g) Se forem queimados 22,4L de CH 4 gasoso, qual o volume de O 2 necessrio para completar a combusto? Que volumes de H 2 O e CO 2 so produzidos? Admita que todos os volumes se medem na mesma temperatura e na mesma presso. Lei de Gay-Lussac e Avogadro
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  • PV = nRT Descreve o estado de um gs hipottico. Um Gs Ideal no existe. Entretanto, os gases reais, na presso atmosfrica ou em presso mais baixa e nas temperaturas ambientes, comportam-se como gases ideais, com boa aproximao, e a Lei dos Gases Ideais portanto um modelo adequado. Na CNTP, a 0C ou 273,15K e sob presso de 1atm um mol de gs ocupa o volume de 22,414L, e este volume e chamado de volume molar nas CNTP e R igual a 0,082. Lei do Gs Ideal
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  • Ex.: O nitrognio gasoso, numa bolsa de ar de automvel, com o volume de 65,0L exerce presso de 829mmHg a 25C. Quantos moles de N 2 esto na bolsa de ar? Informaes: V = 65,0L; P = 829mmHg (1,09atm); T = 25 + 273 = 298K e n = ? PV = nRT 1,09 x 65 = n x 0,082 x 298 n = 1,09 x 65 = 2,9moles de N 2 0,082 x 298 Lei do Gs Ideal
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  • Ex.: O Balo de Charles continha cerca de 1300moles de H 2. Se a temperatura do gs fosse 23C e a sua presso 750mmHg, qual o volume do balo? Informaes: n = 1300; P = 750mmHg (0,993atm); T = 23 + 273 = 296K e V = ? Lei do Gs Ideal
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  • d = m = PM V RT Ex.: A densidade de um gs conhecido 1,23g/L nas CNTP. Estime sua massa molecular. Informaes: Nas CNTP d = 1,23g/L; P = 1atm; T = 0 + 273 = 273K e R = 0,082 e M = ? D = PM 1,23 = 1 x M = RT 0,082 x 273 M = 1,23 x 0,082 x 273 = 27,6g/mol Densidade dos Gases
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  • Ex.: Clculo da Massa Molecular de um Gs CHF 2 a partir de dados de P, V e T. Informaes: P = 70,5mmHg (0,0928atm); V = 256mL(0,256L);bT = 22,3C + 273 = 275,5K Densidade dos Gases