Estudo dos Gases
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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
Estudo dos Gases
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A maioria dos gases são compostos moleculares, com exceção dos gases nobres, que são formados por átomos isolados
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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.
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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.”
Características:
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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.
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• 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.
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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
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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
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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 =KEntão: PiVi = PfVf
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RELAÇÃO ENTRE PRESSÃO E VOLUME
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Em temperatura constante quanto maior for a pressão, menor será o volume ocupado pela massa gasosa.
Lei de Boyle-Mariotte : P1 V1 = P2 V2
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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 = KEntão: Vi/Ti = Vf/Tf
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RELAÇÃO ENTRE TEMPERATURA E VOLUME
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A pressão constante, quanto maior a temperatura maior o volume ocupado pelo gás.
Lei de Charles/Gay-Lussac : V1 / T1 = V2 / T2
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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 = KEntão: Pi/Ti = Pf/Tf
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A volume constante, quanto maior a temperatura maior a pressão exercida pelo gás.
Lei de Charles/Gay-Lussac : P1 / T1 = P2 / T2
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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
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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
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Equação de clapeyron◊
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