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ESTUDO DOS GASES
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de suas propriedades é de
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Temper. (T) em kelvins Volume em mL Quociente V/T
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Estudo dos gases

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Teoria e exercícios de Química sobre Estudo dos Gases

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Estudo dos gases

  1. 1. CPW – Preparatório QUÍMICA_______________ ESTUDO DOS GASES O conhecimento dos gases e de suas propriedades é de grande importância na Química,uma vez que os gases estão sempre presentes em nosso dia-a-dia. Propriedades dos gases______________________________ 1- Os gases têm massa 2- Os gases sempre tendem a ocupar todo o volume do recipiente que os contém (grande expansabilidade) 3- Os gases são muito menos densos do que os sólidos e os líquidos 4- Os gases sempre se misturam entre si (grande difusibilidade) 5- Os volumes dos gases variam muito com a pressão (grande compressibilidade e com a temperatura (grande dilatabilidade) Quando estudamos um gás,devemos considerar as seguintes grandezas fundamentais:a massa,o volume,a pressão e a temperatura. Volume dos gases__________________________________ De maneira simplificada podemos dizer que o volume de um gás coincide com o próprio volume do recipiente que o contém. No Sistema Internacional de medidas (SI),a unidade padrão de volume é o m3 . Pressão dos gases__________________________________ Em física, define-se pressão como o quociente entre uma força (que pode ser o peso) e a área da superfície onde a força está aplicada.Matematicamente,temos: P = F S Nos gases,a pressão resulta dos choques de suas partículas contra as paredes do recipiente que os contêm. No SI, a unidade de pressão é o pascal (Pa) assim,1 Pa é igual a 1 N/m2. Temperatura dos gases______________________________ A temperatura é uma grandeza que mede o grau de agitação das partículas (átomos ou moléculas) que constituem um corpo. Para um gás,a temperatura depende da velocidade (grau de agitação) das moléculas que o constituem. A temperatura pode ser medida com o auxílio das escalas termométricas diferentes:No Brasil usamos a Fahrenheit;em trabalhos científicos usa-se a escala absoluta ou Kelvin, pois ela traz grandes simplificações nas leis e fórmulas em geral e é adotada no SI. T = 𝜃 + 273 Leis físicas dos gases_______________________________ São leis experimentais que mostram como varia o volume de um gás quando a pressão e a temperatura desse gás variam. Considerando que essas variações são transformações físicas,concluímos que essas leis são mais pertinente à Física do que à Química. Algumas expressões comumente usadas são:  estado de um gás – são as condições de volume (V), pressão (P) e temperatura (T) em que esse gás se encontra  variáveis de estado – são as grandezas V, P e T  transformações gasosas – são as variações de V, P e/ou T. Lei de Boyle-Mariotte________________________________ Os cientistas Boyle e Mariotte, cada um a seu tempo, provocaram a variação da pressão de uma determinada massa de gás. Sob temperatura constante,o volume ocupado por determi nada massa gasosa é inversamente proporcional à sua pres são. Ex.:Pressão (P) (em atm) Volume (V) em (mL) Produto Pv 2 600 1200___ 4 300 1200___ 6 200 1200___ Esse enunciado pode ter as seguintes representações: P1V1 = P2V2 ou PV = constante Lei de Gay- Lussac__________________________________ Sob pressão constante,o volume ocupado por determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura. Desse enunciado resultam as representações: V1 = V2 ou V = constante T1 T2 T
  2. 2. CPW – Preparatório QUÍMICA_______________ Temper. (T) em kelvins Volume em mL Quociente V/T 100 200 2_____ 200 400 2_____ 300 600 2_____ Lei de Charles_____________________________________ Observe como a razão P/T é constante: Temper.(T) Pressão (P) (em atm) Quociente P/T 100 3 0,03________ 200 6 0,03________ 300 9 0,03________ Equação dos gases_________________________________ Reunindo as três fórmulas vistas nas três leis físicas dos gases,chegamos à fórmula matemática: P1V1 = P2V2 ou PV = constante T1 T2 T que é chamada de equação geral dos gases. Condições Normais de Pressão e Temperatura CNTP______ Pressão = 1 atm = 760 mmHg Temperatura = 0º c = 273 k Para transformar atmosferas em milímetros: 1 atm 𝑚𝑢𝑙𝑡𝑖𝑝𝑙𝑖 𝑐𝑎 𝑝𝑜𝑟 760 → mmHg divide por 760 Teoria Cinética dos Gases___________________________ Todo gás é formado por átomos,moléculas...em movimento livre, desordenado e com alta velocidade (agitação térmica) As partículas de um gás estão muito afastadas umas das outras,logo elas se atraem muito pouco. As moléculas não exercem força umas sobre as outras, exceto quando colidem.Entre as colisões,apresentam movimento retilíneo e uniforme.Isso equivale a desprezar as forças gravitacionais e as forças intermoleculares. Gás Perfeito e Gás Real______________________________ Gás perfeito ou Gás ideal,seria o gás que obedeceria, rigorosamente,às leis e fórmulas estudadas em quaisquer. Condições de pressão e temperatura e também deveria encaixar-se perfeitamente no modelo descrito pela teoria cinética.Na prática tal gás não existe. Um gás Real se assemelha mais ao gás perfeito à medida que a pressão diminui e a temperatura aumenta,ou seja,o comportamento de um gás será tanto mais perfeito quanto mais rarefeito ele estiver. Resumindo: Isocórica - Transformação em que o volume do gás permanece constante. P1 = P2 T1 T2 Isotérmica - Transformação em que a temperatura permanece constante. P1.V1 = P2.P2 Isobárica - Transformação em que a pressão permanece constante. V1 = V2 T1 T2 ................................................................................................... EXERCÍCIOS 1- A quantos litros corresponde o volume de 7,5 m3 ? ................................................................................................... 2- A quantos mililitros (ou cm3 ) correspondem uma pressão de 5 atm? ................................................................................................... 3- A quantas atmosferas corresponde a pressão de 197,6 cm de mercúrio? ................................................................................................... 4- Dentre os valores abaixo, qual indica a pressão mais elevada? a) 1,2 atm b) 700 mmHg c) 80 cmHg d) 0,8 atm ………………………………………………………………………. 5- Qual a pressão equivalente a 4,5 atm? a) 342 mmHg b) 34,2 cm Hg c) 3,420 cmHg d) 34,2 mHg …………………………………………………………………......... Sob volume constante, a pressão exercida por uma determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta.
  3. 3. CPW – Preparatório QUÍMICA_______________ 6- Vinte litros de gás hidrogênio foram medidos a 27ºc e 700mmHg de pressão? a) 25 L b) 26 L c) 27 L d) 28 L ................................................................................................... 7- (UNIVALI-SC) O comportamento de um gás real aproxima-se do comportamento de gás ideal quando submetido a: a) baixas temperaturas e baixas pressões. b) altas temperaturas e altas pressões. c) baixas temperaturas independentemente da pressão. d) altas temperaturas e baixas pressões. e) baixas temperaturas e altas pressões. .................................................................................................. 8- (MACKENZIE) Se a pressão de um gás confinado é duplicada à temperatura constante,a grandeza do gás que duplicara será: a) a massa b) a massa específica c) o volume d) o peso e) a energia cinética ................................................................................................. 9- (UF-AC) Qual deve ser a temperatura de certa quantidade de um gás ideal,inicialmente a 200 K, para que tanto o volume quanto a pressão dupliquem? a) 1200 K b) 2400 K c) 400 K d) 800 K e) n.d.a ................................................................................................... 10- (F.M. Itajubá - MG) O comportamento de um gás real aproxima-se do de um gás ideal quando: a) submetido a baixas temperaturas. b) submetido a baixas temperaturas e baixas pressões. c) submetido a altas temperaturas e altas pressões. d) submetido a altas temperaturas e baixas pressões. e) submetido a baixas temperaturas e altas pressões. ................................................................................................... 11- (FUVEST – SP) Um recipiente indeformável, hermeticamente fechado,contém 10 litros de um gás perfeito a 30 ºC, suportando a pressão de 2 atmosferas.A temperatura do gás é aumentada até atingir 60º C. a) Calcule a pressão final do gás. b) Esboce o gráfico pressão versus temperatura da transformação descrita. ................................................................................................... 12- (FAAP – SP) A 27º C, um gás ideal ocupa 500 cm3.Que volume ocupará a -73º C, sendo a transformação isobárica? 13- Num determinado instante o recipiente I contém 10 litros de gás,a temperatura ambiente e pressão de 2,0 atm, enquanto o recipiente II está vazio. Abrindo-se a torneira,o gás se expande,exercendo pressão de 0,50 atm,enquanto retorna à temperatura ambiente.Ovolume do recipiente II, em Litros,vale: a) 80 b) 70 c) 40 d) 30 e) 10 .................................................................................................. 14- Uma dada massa de gás perfeito está em um recipiente de volume 8,0 litros, a temperatura de 7,0 o C, exercendo a pressão de 4,0 atm.Reduzindo-se o volume a 6,0 litros e aquecendo-se o gás,a sua pressão passou a ser 10 atm. Determine a que temperatura o gás foi aquecido. ................................................................................................... 15- Um recipiente a 28ºc contém 80 litros de um certo gás exercendo a pressão de 1 atm, A pressão exercida por esta mesma massa de gás a 28ºc em um recipiente com capacidade para 25 litros será: a) 0,25 atm b) 1,25 atm c) 2,00 atm d) 3,2 atm e) 4,00 atm ................................................................................................... 16- Um cilindro com êmbolo móvel 100 mL de CO2 a 1,0 atm. Mantendo a temperatura constante,se quisermos que o volume diminua para 25 mL,teremos que aplicar uma pressão igual a: a) 5 atm b) 4 atm c) 2 atm d) 0,4 atm e) 0,1 atm ................................................................................................... 17- Sem alterar a massa e a temperatura de um gás , desejamos que um sistema que ocupa um volume de 800 mL a 0,2 atm passe a ter pressão de 0,8 atm. Para isso,o volume do gás deverá ser reduzido para: a) 600 ml b) 400 ml c) 300 ml d) 200 ml e) 100 ml ...................................................................................................
  4. 4. CPW – Preparatório QUÍMICA_______________

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