eSTUDO DOS GASES

1. QUÍMICA II
Módulos 45, 46, 47 & 48
Ensino Médio, 1ª Série
- LEI DOS GASES PERFEITOS
- EQUAÇÃO GERAL DOS GASES IDEAIS

2. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
Imagem: Janne Karaste / GNU Free
Documentation License
Imagem: Tradimus / GNU Free Documentation License
O gás oxigênio
é muito importante na respiração
de muitos seres vivos, além de ser
usado como comburente (2).
O gás ozônio tem grande
importância na atmosfera.
A camada de ozônio é responsável
por "filtrar" (absorver) os raios
ultravioleta provenientes do Sol.
A importância dos gases
Imagem:NASA.FototiradaporHarrison
SchmittouRonEvans(damissãoApollo
17)/PublicDomain

3. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
O comportamento dos GASES é melhor compreendido quando conhecemos ...
... sua temperatura (T)
... sua pressão (P)
... seu volume (V)
... a quantidade de partículas do gás.

4. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
TEORIA CINÉTICA DOS GASES
As partículas de um GÁS ...
... encontram-se muito afastadas umas da outras.
... movimentam-se em trajetória retilínea.
... sofrem colisões perfeitamente elásticas.
... possuem força de interação desprezível.

5. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
Todo gás exerce uma PRESSÃO, ocupando um certo
VOLUME à determinada TEMPERATURA (3) .
Aos valores conhecidos (medidos)
de pressão, volume e temperatura chamamos de
ESTADO DE UM GÁS.
Assim:
V = 5 L
T = 300 K
P = 1 atm

6. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
Os valores da pressão, do volume e
da temperatura não são constantes, então, dizemos que
PRESSÃO (P), VOLUME (V) e TEMPERATURA (T)
são
VARIÁVEIS DE ESTADO DE UM GÁS.
P1 = 1 atm
V1 = 6 L
T1 = 300 K
P2 = 2 atm
V2 = 3 L
T2 = 300 K
P3 = 6 atm
V3 = 3 L
T3 = 900 K

7. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
Denomina-se pressão de um gás a razão (força/área)
originada pela colisão de suas moléculas com as
paredes
do recipiente em que ele se encontra.

8. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
100 cm
76 cm
vácuo
1 atm = 76 cmHg = 760 mmHg
mercúrio
mercúrio
Experiência de TORRICELLI
1 atm
1 atm = 101,3 kPa

9. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
é o espaço ocupado pelo gás.
1 L = 1000 mL = 1000 cm3
Nos trabalhos científicos, a unidade usada
é a escala absoluta ou Kelvin (K).
T = t + 273

10. São as transformações em que todas as grandezas (T, P e V) sofrem mudanças nos seus valores
simultaneamente.
TRANSFORMAÇÃO GERAL DOS GASES
equação geral dos gases:
Combinando-se as três equações vistas encontraremos uma expressão que relaciona as 3
variáveis de estado ao mesmo tempo.
Tal equação é denominada de

11. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
ESTADO 1
ESTADO 2
P1 = 1 atm
V1 = 6 L
T1 = 300 K
P2 = 2 atm
V2 = 3 L
T2 = 300 K
TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA
Mantemos constante a TEMPERATURA e
modificamos a pressão e o volume de
uma massa fixa de um gás (5).

12. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
P1 = 1 atm
V1 = 6 L
T1 = 300 K
1 2 3 4 85 76
1
2
3
4
V (litros)
5
7
6
P (atm)
P2 = 2 atm
V2 = 3 L
T2 = 300 K
P3 = 6 atm
V3 = 1 L
T3 = 300 K
PRESSÃO e VOLUME
são
inversamente proporcionais.
P x V = constante
LEI DE BOYLE-MARIOTTE
P1 x V1 = P2 x V2

13. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
ESTADO 2
V1 = 6 L
T1 = 300 K
P1 = 1 atm
V2 = 3 L
T2 = 150 K
P2 = 1 atm
ESTADO 1
TRANSFORMAÇÃO ISOBÁRICA
Mantemos constante a PRESSÃO e
modificamos a temperatura absoluta e o volume
de uma massa fixa de um gás (6).

14. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
P1 = 2 atm
V1 = 1 L
T1 = 100 K
P2 = 2 atm
V2 = 2 L
T2 = 200 K
P3 = 2 atm
V3 = 3 L
T3 = 300 K
100 200 300 400 800500 700600
1
2
3
4
T (Kelvin)
5
7
6
V (L)
VOLUME e TEMPERATURA ABSOLUTA
são diretamente proporcionais.
LEI DE CHARLES
V
T
= constante

15. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
ESTADO 1
TRANSFORMAÇÃO ISOCÓRICA
Mantemos constante o VOLUME e
modificamos a temperatura absoluta e a pressão
de uma massa fixa de um gás.
ESTADO 2
P1 = 4 atm
V1 = 6 L
T1 = 300 K
P2 = 2 atm
V2 = 6 L
T2 = 150 K

16. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
100 200 300 400 800500 700600
1
2
3
4
T (Kelvin)
5
7
6
P (atm)
V1 = 2 L
P1 = 1 atm
T1 = 100 K
V2 = 2 L
P2 = 2 atm
T2 = 200 K
V3 = 2 L
P3 = 3 atm
T3 = 300 K
PRESSÃO e TEMPERATURA ABSOLUTA
são diretamente proporcionais.
P
T
= constante
LEI DE GAY-LUSSAC

17. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
EQUAÇÃO GERAL DOS
GASES
P1 x V1 P2 x V2
=
T1 T2
Observação:
Transformação
ISOTÉRMICA
Transformação
ISOBÁRICA
Transformação
ISOCÓRICA
P1 x V1 = P2 x V2
V1 V2
=
T1 T2
P1 P2
=
T1 T2

18. Lei do Gás Ideal (Equação de Clapeyron)
Para um único gás:
Benoit Paul Émile Clapeyron (1799 — 1864) foi
um engenheiro e físico francês.
Densidade da Mistura Gasosa
P = pressão
V = volume
n = número de mols do gás
R = constante dos gases
perfeitos
T = temperatura em K
K = °C + 273

19. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
01) Um cilindro com êmbolo móvel contém 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
(7):
a) 5 atm.
b) 4 atm.
c) 2 atm.
d) 0,4 atm.
e) 0,1 atm.
P1 = 1 atm
V1 = 100 L
P2 = ? atm
V2 = 25 L
P1 x V1 = P2 x V2
1 x 100 = P2 x 25
P2 = 4 atm
P2 =
100
25

20. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
02) Um recipiente com capacidade para 100 litros contém um gás
à temperatura de 27°C. Esse recipiente é aquecido até uma
temperatura de 87°C, mantendo – se constante a pressão. O
volume ocupado pelo gás a 87°C será de (8):
V1 = 100 L + 273 = 300 Ka) 50 litros.
b) 20 litros.
c) 200 litros.
d) 120 litros.
e) 260 litros.
=
100
300 360
300 X V2 = 100 x 360
V2 =
36000
300
T1 = 27°C
T2 = 87°CV2 = ? + 273 = 360 K
V1
T1 T2
V2
V2 = 120 L

21. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
03) Um recipiente fechado contém hidrogênio à temperatura
de 30°C e pressão de 606 mmHg. A pressão exercida
quando se eleva a temperatura a 47°C, sem variar o
volume, será (9):
a) 120 mmHg.
b) 240 mmHg.
c) 303 mmHg.
d) 320 mmHg.
e) 640 mmHg. 2
T1 = 30°C
P1 = 606 mmHg
T2 = 47°C
P2 = ?
+ 273 = 303 K
+ 273 = 320 K
P1
T1
=
P2
T2
606
303 320
P2 = 2 x 320
P2 = 640 mmHg

22. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
04) Um recipiente cúbico de aresta 20 cm contém um gás à pressão de
0,8 atm. Transfere-se esse gás para um cubo de 40 cm de aresta,
mantendo-se constante a temperatura. A nova pressão do gás é de
(10):
a) 0,1 atm.
b) 0,2 atm.
c) 0,4 atm.
d) 1,0 atm.
e) 4,0 atm. 20 cm
20 cm
20 cm
P = 0,8 atm
T = constante
40 cm
40 cm
40 cm
P’ = ? atm
V = a3V = 203V = 8000 cm3
V = 8 L V’ = a3V’ = 403V’ = 64000 cm3
V’ = 64 L
P’ x V’ = P x V
P’ x 64 = 0,8 x 8 P’ = 0,1 atmP’ =
64
6,4

23. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
05) Uma amostra de 1 mol de gás oxigênio ocupa 22,4 L a 0ºC e 1 atm.
Empregue a equação geral dos gases para prever qual será o
volume dessa mesma amostra de gás se estivesse submetida a
uma temperatura de 273ºC e a uma pressão de 0,5 atm (11).
T1 = 0ºC
P1 = 1 atm
V1 = 22,4 L
T2 = 273ºC
P2 = 0,5 atm
V2 = ? L T1 = 0ºC + 273 = 273 K
T2 = 273ºC + 273 = 546 K
1 x 22,4 0,5 x V2
=
273 546
1 x 22,4 0,5 x V2
=
1 2
V2 =
0,5
2 x 22,4
V2 = 89,6 L

24. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
06) Com base em dados enviados de Vênus por sondas espaciais
norte – americanas e soviéticas, pode-se considerar que, em
certos pontos da superfície desse planeta, a temperatura é de
327ºC e a pressão atmosférica é de 100 atm. Sabendo-se que
na superfície da Terra o volume molar de um gás ideal é 24,6 L
a 27ºC e 1,00 atm, qual seria o valor desse volume nesses
pontos de Vênus?
T1 = 327ºC
P1 = 100 atm
V1 = ? L
T2 = 27ºC
P2 = 1,00 atm
V2 = 24,6 L T1 = 327ºC + 273 = 600 K
T2 = 27ºC + 273 = 300 K
100 x V1 1 x 24,6
=
600 300
100 x V1 1 x 24,6
=
2 1
V1 =
49,2
100
V1 = 0,492 L = 492 mL

25. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
07) Certa massa de gás hidrogênio ocupa um volume de 100 litros a
5 atm e – 73°C. A que temperatura essa massa de hidrogênio irá
ocupar um volume de 1000 litros na pressão de 1 atm ?
a) 400°C.
b) 273°C.
c) 100°C.
d) 127°C.
e) 157°C.
V1 = 100 L
P1 = 5 atm
T1 = – 73°C
V2 = 1000 L
P2 = 1 atm
T2 = ?
+ 273 = 200 K
P1 x V1 P2 x V2
=
T1 T2
5 x 100 1 x 1000
=
200 T2
5 x 1 1 x 1000
=
2 T2
T2 =
2000
5
T2 = 400 K– 273 = 127°C

26. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
08) (UFRGS) Um extintor de incêndio contém 4,4 kg de CO2. Qual o
volume máximo de gás liberado na atmosfera, a 27ºC e 1 atm, em
litros?
Dados: C = 12 u.; O = 16 u.
a) 0,229
b) 2,46
c) 24,6
d) 229,4
e) 2460
m = 4,4 kg
V = ? L
T = 27ºC
P = 1 atm
= 4400 g n = = 100 mols
4400
44
= 300 K
P x V = n x R x T
1 x V = 100 x 0,082 x 300
V = 2460 L

27. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
09) Podemos afirmar que 5 mols de moléculas de gás oxigênio,
submetido a 27°C e ocupando o volume de 16,4 L , exercerão uma
pressão de (13):
a) 3,0 atm.
b) 5,0 atm.
c) 3,5 atm.
d) 7,5 atm.
e) 2,5 atm.
n = 5 mols
T = 27°C
V = 16,4 L
P = ?
+ 273 = 300 K
P . V = n . R . T
P x 16,4 = 5 x 0,082 x 300
123
16,4
P x 16,4 = 123
P =
P = 7,5 atm

28. QUÍMICA, 2ª Série
Equação de Estado dos Gases Perfeitos
10) O volume ocupado por 14,2g de gás cloro (Cl2) medidos a 8,2 atm
e 727°C é de:
Dado: Cl = 35,5 u
a) 1,0 litro.
b) 1,5 litros.
c) 2,0 litros.
d) 2,5 litros.
e) 3,0 litros.
m = 14,2 g
T = 727°C
V = ?
P = 8,2 atm
+ 273 = 1000 K
8,2
V =
16,4
V = 2 L
P . V = m/MM . R . T
8,2 x V = x 0,082 x 1000
8,2 x V = 16,4
14,2/71