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Gases Equação dos Gases Perfeitos e Constantes dos Gases Perfeitos De acordo com o Princípio de Avogrado volumes iguais de substâncias gasosas diferentes.

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1 Gases Equação dos Gases Perfeitos e Constantes dos Gases Perfeitos De acordo com o Princípio de Avogrado volumes iguais de substâncias gasosas diferentes A, B, C etc..., nas mesmas condições de pressão e temperatura contêm o mesmo número de moléculas, ou seja para 1 mol de qualquer gás a razão será: 1 Constante Universal dos Gases Perfeitos Equação dos Gases Perfeitos Na CNTP, a 0ºC ou 273,15K e sob pressão de 1atm – um mol de gás ocupa o volume de 22,414L, e este volume e chamado de volume molar nas CNTP e R é igual a 0,082 atm.L/mol.K.

2 2 Gases Equação dos Gases Perfeitos e Constantes dos Gases Perfeitos Exemplo1: Trezentos gramas de metano estão confinados em um reservatório de trezentos litros de capacidade. Mediante a abertura de uma válvula o gás escapa para a atmosfera até sua pressão igualar-se à pressão externa. Determinar: (a)A pressão inicial do metano; (b)A massa de metano que ao final restará no reservatório. Admitir a temperatura constante e igual a 38°C. tomar a pressão atmosférica igual a 1,01 bar. Dado: Massa molecular do metano: 16,04 g/mol. Densidade de Gases e Massa Molar Reajustando a equação dos gases perfeitos com M como massa molar, teremos:

3 Como: 3 Gases Densidade de Gases e Massa Molar Como: Então: A massa molecular de um gás pode ser determinada como se segue:

4 4 Gases Densidade de Gases e Massa Molar Exemplo2: A densidade de um novo composto gasoso é 1,23 g/dm 3 a 330K e a 150 Torr. Calcule o peso molecular deste composto. Exemplo3: Um recipiente foi enchido, primeiro, com oxigênio; depois esvaziado, foi enchido novamente com um óxido gasoso de um não-metal. As duas amostras foram pesadas sob temperatura e pressão ambiente, obtendo-se 1 g para a massa de oxigênio e 2 g para a massa de óxido gasoso. Qual a massa molecular do óxido gasoso? Mistura de Gases e Pressões Parciais Uma vez que as moléculas de gás estão tão separadas, podemos supor que elas comportam-se independentemente. Portanto a Lei de Dalton: em uma mistura gasosa, a pressão total é dada pela soma das pressões parciais de cada componente:

5 Gases Mistura de Gases e Pressões Parciais Cada gás obedece à equação ideal dos gases: Combinando as equações: Onde: Pressões Parciais e Frações em Quantidade de Matéria Considere n i a quantidade de matéria de gás i exercendo uma pressão parcial P i, então: Onde: Fração Molar 5

6 Gases Pressões Parciais e Frações em Quantidade de Matéria Exemplo4: Uma certa amostra de ar seco de massa total igual a 1g consiste quase completamente em 0,76g de N 2 e 0,24 de O 2. Calcule as pressões parciais destes gases quando a pressão total for 1 atm. Exemplo5: A análise qualitativa da composição da atmosfera de Emyo - um lindo planeta feliz em um sistema solar imaginário muito distante - revelou a presença de apenas 3 gases: hélio, água e oxigênio. Um grupo de químicos procedeu, então, a uma análise quantitativa. Eles coletaram 10,000 Litros de uma amostra da atmosfera daquele planeta, a 25,00°C e a uma pressão de 760,00 mmHg, através de um sistema contendo dois sólidos adsorventes. O primeiro fazia adsorção seletiva ao vapor de água (era um agente secante) e o segundo adsorvia seletivamente o gás oxigênio. Após a passagem dos 10,000 L da mistura gasosa, a massa do primeiro adsorvente aumentou em 1,7980g, enquanto que a massa do segundo adsorvente aumentou em 6,4011g. Com base nestas informações e assumindo que a mistura tem comportamento ideal, responda: (A) Determine a composição da atmosfera de Emyo em fração molar percentual (χ.100%) de cada componente (B) Calcule a pressão parcial de cada gás na mistura. Expresse o valor em Pa.

7 7 Gases Gases Ideais Versus Gases Reais Pequeno tamanho de partícula em relação ao espaço entre elas. Interações entre as partículas são insignificantes. Gás IdealGás Real O tamanho das partículas é significativo em comparação com o espaço entre elas

8 8 Gases A Equação de Estado deVan der Waals Uma modificação da lei geral dos gases foi proposta por Johannes D. 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 parâmetros a corrige a atração intermolecular entre as partículas do gás. O parâmetro b corrige o volume das moléculas e relaciona-se com o tamanho destas partículas.

9 9 Gases A Equação de Estado de Van der Waals Portanto a forma geral da equação de van der Waals segue abaixo:

10 10 Gases A Equação de Estado deVan der Waals Exemplo6: Investigadores estudando as propriedades físicas de um gás que seria usado como um refrigerante em uma unidade de ar-condicionado precisaria calcular sua pressão quando 1,5 mol foi confinado em 5L a 0°C. Calcule a pressão do gás sabendo que a = 16,2 L 2.atm /mol 2 e b = 8,4 x L/mol Exemplo7: Um tanque de 1,0 m 3 foi projetado para suportar uma pressão de 20 atm. O tanque contém 7,8 kg de nitrogênio e se aquece lentamente a partir da temperatura ambiente. Determinar a temperatura máxima suportada pelo recipiente. Dado: massa molecular do gás nitrogênio diatômico: 28,0 g / mol, coeficiente de Van der Waals : a = 5,284 atm.L 2 /mol 2 e b = 0,04424 L/mol


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