AULA 01 É NA ADVERSIDADE QUE CONHECEMOS NOSSOS AMIGOS 26/02/2015 ESTUDO DOS GASES É NA ADVERSIDADE QUE CONHECEMOS NOSSOS AMIGOS MINHA AGENDA ARISTIDES CIPRIANO

Relação quantidade-volume: lei de Avogadro A lei de Gay-Lussac de volumes combinados: a uma determinada temperatura e pressão, os volumes dos gases que reagem são proporções de números inteiros pequenos.

Lei de Gay-Lussac e Avogadro Enunciado: Os volumes de gases se combinavam em razão expressa por pequenos números inteiros, desde que fossem medidos na mesma temperatura e pressão. Esta Lei é conhecida como Lei dos Volumes que se combinam de Gay-Lussac. Ex.: 100mL de H2 gasoso se combinam com exatamente 50mL de O2 gasoso pra dar 100mL exatos de vapor de H2O, se todos os volumes forem medidos nas mesmas temperatura e pressão.

HIPÓTESE DE AVOGADRO Volumes IGUAIS de gases quaisquer, nas V = 2 L P = 1 atm T = 300 K Gás METANO Gás CARBÔNICO Volumes IGUAIS de gases quaisquer, nas mesmas condições de TEMPERATURA e PRESSÃO contêm a mesma quantidade de MOLÉCULAS

“Volumes iguais de gases, medidos na mesma pressão e temperatura, contém o mesmo número de partículas". Este postulado ficou conhecido como a Lei de Avogadro.

Hoje, a lei de avogadro é expressa em termos de uma quantidade fixa de partículas, NA, o número de Avogadro. Assim como uma dúzia contém doze unidades, um Mol contém o número de Avogadro de partículas, quer sejam íons, átomos ou moléculas. Este é um número muito grande: 6,022x1023.

Relação quantidade-volume: lei de Avogadro A hipótese de Avogadro: volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão conterão o mesmo número de moléculas. A lei de Avogadro: o volume de gás a uma dada temperatura e pressão é diretamente proporcional à quantidade de matéria do gás.

Temperatura e Pressão (CNTP ou CN) Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP ou CN) Dizemos que um gás se encontra nas CNTP quando: Exerce uma pressão de 1 atm ou 760 mmHg e Está submetido a uma temperatura de 0ºC ou 273 K Nestas condições ... 1 mol de qualquer gás ocupa um volume de 22,4 L (volume molar)

Equação de Estado dos Gases Perfeitos (Equação de Clapeyron) Conforme visto no texto “Equação Geral dos Gases”, a relação das variáveis dos gases ideais (pressão, temperatura e volume) sempre dá uma constante. PV = k T

Se a quantidade do gás for igual a 1 mol, a constante será representada pela letra R, que é conhecida como a constante universal dos gases. PV = R T O cientista parisiense Benoit Paul Emile Clapeyron (1799-1864) relacionou essa equação com as três variáveis de estado dos gases, para uma quantidade de matéria igual a n, ou seja, para um número qualquer de mol, o que de forma completa descreve o comportamento geral dos gases. Desse modo, ele criou a seguinte equação: PV=nRT

Podemos calcular o seu valor considerando-se um dos estados do gás nas CNTP, isto é, T0 = 273 K, P0 = 1 atm ou 760 mmHg e V0 = 22,4 L, assim teremos: P V T = 1 x 22,4 273 0,082 para 1 mol P V T = 0,082 x 2 para 2 mol P V T = 0,082 x n para “n” mol P V T = R x n P x V = n x R x T

Podemos calcular o seu valor considerando-se um dos estados do gás nas CNTP, isto é, T0 = 273 K, P0 = 1 atm ou 760 mmHg e V0 = 22,4 L, assim teremos: P V T = 760 x 22,4 273 62,3 para 1 mol P V T = 62,3 x 2 para 2 mol P V T = 62,3 x n para “n” mol P V T = R x n P x V = n x R x T

01) (UFRGS) Um extintor de incêndio contém 4,4 kg de CO2. O volume máximo de gás liberado na atmosfera, a 27ºC e 1 atm, é, em litros: Dados: C = 12 u.; O = 16 u. 0,229. 2,46. 24,6. 229,4. 2460. n = = 100 mol 4400 44 m = 4,4 kg = 4400 g V = ? L T = 27ºC = 300 K P = 1 atm P x V = n x R x T 1 x V = 100 x 0,082 x 300 V = 2460 L

02) 2,2g de um gás estão contidos num recipiente de volume igual a 1,75 litros, a uma temperatura de 77oC e pressão e 623 mmHg. Este gás deve ser: Dados: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u; N = 14 u; S = 32 u NO. H2S. SO2. CO2. NH3. m = 2,2 g V = 1,75 L T = 77ºC = 350 K P = 623 mmHg m P x V = x R x T M 2,2 623 x 1,75 = x 62,3 x 350 M 2,2 x 62,3 x 350 M = 623 x 1,75 M = 44 g/mol CO2 = 12 + 32 = 44 g/mol

03) A temperatura a que deve ser aquecido um gás contido num recipiente aberto, inicialmente a 25ºC, de tal modo que nele permaneça 1/5 das moléculas nele inicialmente contidas é: 1217ºC. 944ºC. 454ºC. 727ºC. 125ºC. T = 25ºC V P n 298 K T’ = ? ºC V’ P’ n’ = 1/5 n P x V n x R x 298 = P’ x V’ 1/5 n x R x T’ T’ = 1490 K – 273 T’ = 1217 ºC

VA = VB TA = TB A B PH2 = 1,6 atm m H2 = m O2 Po2 = ? atm 04. (IFET) Dois balões de igual capacidade, A e B, mantidos na mesma temperatura, apresentam massas iguais de H2(g) e O2(g) . A pressão do H2(g) no balão A é igual a 1,6 atm. Assinale a alternativa abaixo que corresponde a pressão que o O2 (g) exerce no balão B. Dados: M(H2) = 2 g/mol e M(O2) = 32 g/mol. 0,1 atm. 0,5 atm. 1,0 atm. 1,6 atm. 2,0 atm. VA = VB TA = TB A B PH2 = 1,6 atm m H2 = m O2 Po2 = ? atm 1,6 x V nH2 x R x T = PO2 x V nO2 x R x T mH2 mO2 3,2 PO2 = 32 PO2 x nH2 = 1,6 x n O2 nH2 nO2 MH2 2 32 MO2 PO2 = 0,1 atm

HIPÓTESE DE AVOGADRO Volumes IGUAIS de gases quaisquer, nas V = 2 L P = 1 atm T = 300 K Gás METANO Gás CARBÔNICO Volumes IGUAIS de gases quaisquer, nas mesmas condições de TEMPERATURA e PRESSÃO contêm a mesma quantidade de MOLÉCULAS

m = 8,8g de CO2 A B N2 VA = VB PA = PB TA = TB m = x g de N2 01) Um balão A contém 8,8 g de CO2 e um balão B contém N2. Sabendo que os dois balões têm igual capacidade e apresentam a mesma pressão e temperatura, calcule a massa de N2 no balão B. Dados: C = 12 g/mol; O = 16 g/mol; N = 14 g/mol. a) 56g. b) 5,6g. c) 0,56g. d) 4,4g. e) 2,8g. m = 8,8g de CO2 A B N2 VA = VB PA = PB TA = TB m = x g de N2 m m CO2 N2 M M = n = n CO2 N2 8,8 N2 = 44 m 28 m = N2 8,8 x 28 44 = 5,6g

VX = VY TX = TY PX = PY mX = 0,34g e mY = 0,48g Y = O3 X = ? 02) (Fatec – SP) Dois frascos de igual volume, mantidos à mesma temperatura e pressão, contêm, respectivamente, os gases X e Y. A massa do gás X é 0,34g, e a do gás Y é 0,48g. Considerando que Y é o ozônio (O3), o gás X é: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol; N = 14 g/mol; O = 16 g/mol; S = 32 g/mol. N2. CO2. H2S. CH4. H2. VX = VY TX = TY X Y PX = PY mX = 0,34g e mY = 0,48g Y = O3 X = ? m m X Y M M = 0,34 = Mx 0,48 48 n = n X Y M = X 0,34 x 48 0,48 = 34g/mol H2S : M = 2 + 32 = 34 g/mol