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A teoria Cinética da Materia (I) Prof. Dr. Vitor Baranauskas MSc. José C. Rojas Q. FEEC- UNICAMP.

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1 A teoria Cinética da Materia (I) Prof. Dr. Vitor Baranauskas MSc. José C. Rojas Q. FEEC- UNICAMP

2 Conde Lorenzo Romano Amedeo Carlo ( ) Avogadro Italiano. Formou-se em direito aos 16 anos. 4 anos depois defendeu seu doutorado. Nove anos depois ele foi secretario do prefeito da cidade de Eridano (1801). Estudou por conta própria Física e Matemática e ocupou a primeira cátedra de física e matemática da universidade de Turim (1820). Onde se aposentou 30 anos depois. Recebeu o titulo de conde por herança do seu pai em 1787.

3 O Número de Avogadro Dalton mas por idéias religiosas que por argumentos científicos divulgou que em um compostos simples entre dois elementos, existiria um átomo de cada elemento. Assim a molécula da água para Dalton ficava definida como HO. Na mesma época Gay-Lussac estudava reações químicas e achou que um volume de oxigênio reagia com dois volumes de hidrogênio para produzir dois volumes de vapor de água. (1:2), isto era um perigo para a teoria atômica de Dalton!. (como uma partícula de oxigênio podia produzir duas particular de água!)

4 O Número de Avogadro Em 1811 Avogadro publicou um trabalho onde fazia a distinção clara entre átomos e moléculas (coisa que Dalton não fez). Avogadro afirmou que os átomos de oxigênio e hidrogênio eram na verdade moléculas contendo dois átomos cada. Assim uma molécula de oxigênio reagiria com duas moléculas de hidrogênio produzindo duas moléculas de água. Simples não? 2H 2 + O 2 --> 2H 2 0 Volumes iguais de todos os gases à mesma temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas Principio de Avogadro

5 O Número de Avogadro Mas na época a eletroquimica estava nascendo, e com ela um dos mais criativos pensadores, Berzélius, que não podia aceitar as idéias de Avogadro pois ele acreditava que um composto sempre teria que ter uma parte negativa combinada com outra parte positiva, tipo Na + Cl -.(seria como pensar que o hidrogênio podia ser H + e H - ao mesmo tempo). Assim, o trabalho de Avogadro foi completamente negligenciado, permanecendo na obscuridade por 59 anos. Em 1860 em uma conferencia em Alemanha Stanislao Cannizarro teve que forçar a apresentação do seu compatriota mostrando que suas idéias não só permitiriam calcular as massas atômicas das moléculas, mas também indiretamente dos seus átomos constituintes. (H 2 O)

6 O Número de Avogadro Só muito depois de Avogadro é que o conceito de MOL foi introduzido: é a quantidade de matéria (ou de substância) que contém tantas entidades elementares representadas pela respectiva fórmula, quantos são os átomos de 12 C contidos em 0,012 kg de 12 C. O Número de Avogadro vale: N a = moléculas (6,023 x moléculas) Se a gente pudesse empilhar um N a de folhas de papel tamanho A4, que altura teria a pilha? (espessura da folha A4 é 0,05 mm) A distancia da terra ao sol é 150 x10 6 km. 200 milhões de vezes mais comprida!

7 O Número de Avogadro A medida oficial do N a, recomendada pelo Comitê de Dados para Ciência e Tecnologia do Conselho Internacional de Ciência (Icsu), foi feita com dois aparelhos denominados balanças de Watt (um nos Estados Unidos, outro no Reino Unido), sistemas sensíveis de escalas baseados em força eletromagnética. Mas uma descoberta de cientistas alemães e belgas pode exigir que a comunidade científica mude o valor de N a, baseada em novas medidas com cristais de silício puro. Assim como o N a, a definição de mol também mudaria. Assim outras constantes fundamentais da natureza teriam de ser trocados. Seria o caso, por exemplo, da constante de Faraday e da constante de Planck. Muitos trabalhos científicos que requeiram altíssima precisão terão de ser revistos se os novos valores das constantes forem aprovados.

8 Teoria cinética dos gases Características de uma substância no estado gasoso - Não tem forma e nem volume próprios. Um gás tem a forma do recipiente onde está contido e ocupa todo o espaço limitado pelas paredes do recipiente. O volume de um gás é o volume do recipiente onde está contido. Modelo do estado gasoso (teoria cinética dos gases) - Um gás é constituído por moléculas isoladas, separadas umas das outras por grandes espaços vazios em relação ao seu tamanho e em contínuo movimento de translação, rotação e vibração.

9 Teoria cinética dos gases Gás Ideal - É um modelo teórico. É um gás que obedece como exatidão matemática a equação : P.V = n.R.T Na pratica temos gases reais, o quais tendem para o gás ideal quando a pressão tende a zero e a temperatura se eleva. Lei de Boyle e lei de Charles e Gay-Lussac LEI DE BOYLE: A temperatura constante, o volume ocupado por uma quantidade fixa de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. P.V = k = constante

10 Teoria cinética dos gases LEI DE CHARLES E GAY-LUSSAC: A volume constante, a pressão de uma massa fixa de gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. A pressão constante, o volume de uma massa fixa de gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás. Equação geral dos gases perfeitos Volume molar = 22,4 L/mol(CNTP - pressão = 1 atm, temperatura = 273 K) n = N/N a k = R/N a = 1,38 x10 -23


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