Gases Equação dos Gases Perfeitos e Constantes dos Gases Perfeitos

1. GasesEquação 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: Equação dos Gases Perfeitos Constante Universal 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. GasesEquação 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 pressão inicial do metano; • 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. GasesDensidade de Gases e Massa Molar Como: Então: Como: Então: A massa molecular de um gás pode ser determinada como se segue:

4. GasesDensidade de Gases e Massa Molar Exemplo2: A densidade de um novo composto gasoso é 1,23 g/dm3 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. GasesMistura 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 ni a quantidade de matéria de gás i exercendo uma pressão parcial Pi, então: Onde: Fração Molar

6. GasesPressões 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 N2 e 0,24 de O2. 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 Emyoem fração molar percentual (χ.100%) de cada componente (B) Calcule a pressão parcial de cada gás na mistura. Expresse o valor em Pa.

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

8. GasesA 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. GasesA Equação de Estado de Van der Waals Portanto a forma geral da equação de van der Waals segue abaixo:

10. GasesA 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 L2.atm /mol2 e b = 8,4 x 10-2 L/mol Exemplo7: Um tanque de 1,0 m3 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.L2/mol2 e b = 0,04424 L/mol