Estudo dos Gases Chaos = caos O cientista inglês Van helmont (1577-1644), para caracterizar o estado gasoso, utilizou a palavra grega chaos. Esta palavra foi usada para descrever o estado inicial dos elementos, antes da “criação” do mundo: a desordem antes da ordem Chaos = caos

A maioria dos gases são compostos moleculares, com exceção dos gases nobres, que são formados por átomos isolados ◊ As principais características físicas dos gases são a sua grande compressibilidade e extraordinária capacidade de expansão. Não possuem volume fixo e são miscíveis entre si a qualquer proporção. ◊

Características: ◊ Alto grau de liberdade (porém desordenado) entre as moléculas, não possuindo praticamente interação entre elas. Sua pressão é proporcional ao número de choques na parede do recipiente que o contém, que aumenta com o aumento da temperatura. “o gás que apresenta estas características chamamos de gás ideal ou gás perfeito.”

TEORIA CINÉTICA DOS GASES As moléculas de um gás estão em contínuo movimento e separadas por grandes espaços vazios. O movimento das moléculas ocorre ao acaso e em todas as direções e sentidos.

A pressão do gás é resultante das colisões das moléculas contra as paredes do recipiente. Estas colisões e as colisões entre as moléculas são elásticas (sem perda de energia) As moléculas são livres em seu movimento, ou seja, não existe atração entre as moléculas.

Variáveis de estado dos gases ◊ Pressão (P): é a relação entre a força exercida na direção perpendicular, sobre uma dada superfície, e a área da superfície. Pressão atmosférica = 1 atm = 760 mmHg Volume (V): espaço ocupado pela matéria. Cubo: comprimento x altura x largura m3 dm3 ou L Cm3 ou mL 1000 dm3 ou 1000 L 1 dm3 ou 1 L 0,001 dm3 ou 0,001 L

Variáveis de estado dos gases ◊ Temperatura (T): Os valores de temperatura são determinados por termômetros, cuja graduação é denominada escala termométrica. A escala recomendada pelo SI e a escala Kelvin. TK = T°C + 273 1) Transforme 26°C para escala Kelvin. TK = T°C + 273 → TK = 26 + 273 = 299

Transformações gasosas ◊ Lei de Boyle: Para uma massa fixa de gás, mantida a temperatura constante (transformação isotérmica), o volume ocupado pelo gás é inversamente proporcional à pressão exercida. Matematicamente, duas grandezas são inversamente proporcionais quando seu produto é constante. Assim, temos: Lei de Boyle: PV =K Então: PiVi = PfVf

RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO E VOLUME

Em temperatura constante quanto maior for a pressão, menor será o volume ocupado pela massa gasosa. Lei de Boyle-Mariotte : P1 V1 = P2 V2

Transformações gasosas ◊ Lei Charles/Gay lussac: Para uma massa fixa de gás, mantida a Pressão constante (transformação isobárica), o volume ocupado pelo gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Matematicamente, duas grandezas são diretamente proporcionais quando seu quociente é uma constante. Assim, temos: Lei de charles: V/T = K Então: Vi/Ti = Vf/Tf

RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA E VOLUME

A pressão constante, quanto maior a temperatura maior o volume ocupado pelo gás. Lei de Charles/Gay-Lussac : V1 / T1 =  V2 / T2

Transformações gasosas ◊ Lei Gay lussac: Para uma massa fixa de gás, mantida a volume constante (transformação isocórica), a pressão exercida pelo gás é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Assim, temos: Lei de Gay lussac : P/T = K Então: Pi/Ti = Pf/Tf

A volume constante, quanto maior a temperatura maior a pressão exercida pelo gás. Lei de Charles/Gay-Lussac : P1 / T1 = P2 / T2

Equação geral dos gases ◊ A partir da equações que relacionam as três transformações gasosas de uma massa fixa de gás PV =K, V/T = K, e P/T = K, as quais apresentam um mesmo valor de K, podemos obter uma equação que relacione as três variáveis de estado ( P, V e T) quando nelas ocorrem modificações simultâneas. Logo: PiVi/Ti = PfVf/Tf

Equação geral dos gases ◊ A partir da equações que relacionam as três transformações gasosas de uma massa fixa de gás PV =K, V/T = K, e P/T = K, as quais apresentam um mesmo valor de K, podemos obter uma equação que relacione as três variáveis de estado ( P, V e T) quando nelas ocorrem modificações simultâneas. Então: PV/T = K Logo: PiVi/Ti = PfVf/Tf

Equação de clapeyron Para 1 mol de qualquer gás PV/T = R ◊ Para 1 mol de qualquer gás PV/T = R O valor de R nas CNTP pode, então , ser calculado: P = 1 atm, T = 273°C e V = 22,4 L PV/T = R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1 Genericamente, para um número qualquer de mol (n), temos: PV/T = nR → PV = nRT