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13 propriedades gases e volume molar
O documento discute as propriedades dos gases, incluindo: 1) Há espaço vazio entre as partículas de um gás, que se movem livremente e ocupam todo o volume do recipiente; 2) Gases são compressíveis e exercem pressão através de choques com superfícies; 3) Várias leis descrevem as relações entre pressão, volume, temperatura e quantidade de gás.
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- 2. Daniela Pinto Características deum gás Há muito espaço vazio entre as partículas de um gás. As partículas estão praticamente livres, movimentam-se ao acaso e ocupam todo o volume do recipiente. O gás não tem volume constante e não tem forma própria (varia com o recipiente). Daniela Pinto 2
- 3. Daniela PintoDaniela Pinto 3 Característicasde um gás O gás é muito compressível (quando se comprime um gás, as suas partículas aproximam-se e o seu volume diminui). A pressão que um gás exerce sobre uma superfície, resulta dos choques das partículas do gás contra essa superfície.
- 4. Daniela Pinto Pressão deum gás A unidade SI de pressão é o pascal (Pa): 1 Pa = 1N / 1 m2 Outras unidades de pressão: atmosfera (atm), torricelli (torr) e milímetro de mercúrio (mm Hg) - 1 atm = 1,0 × 105 Pa = 760 torr Condições normais de pressão e de temperatura de um gás (PTN): p = 1 atm e T = 273,15 K A pressão de um gás varia com o número de partículas, o volume do recipiente e a temperatura. Daniela Pinto 4
- 5. Daniela Pinto Leis deAvogadro Para um volume e temperatura constantes: A pressão é diretamente proporcional ao número de moléculas: 𝒑 𝟏 𝒑 𝟐 = 𝒏 𝟏 𝒏 𝟐 Daniela Pinto 5 Para uma pressão e temperatura constantes: O volume é diretamente proporcional ao número de moléculas: 𝑽 𝟏 𝑽 𝟐 = 𝒏 𝟏 𝒏 𝟐
- 6. Daniela Pinto Número demoléculas vs pressão Quanto maior for o número de moléculas, maior será o número de choques e a pressão aumenta. Daniela Pinto 6
- 7. Daniela Pinto Número demoléculas vs volume Quanto maior for o número de moléculas, maior será o volume ocupado. Daniela Pinto 7
- 8. Daniela Pinto Exercício Daniela Pinto Se0,75 moles de hélio ocuparem um volume de 1,5 L, que volume será ocupado por 1,2 moles de hélio nas mesmas condições de temperatura e pressão? Dados: Condições 1: n1 = 0,75 moles V1 = 1,5 L Condições 2: n2 = 1,2 moles V2 = ? 𝑽 𝟏 𝑽 𝟐 = 𝒏 𝟏 𝒏 𝟐 𝟏,𝟓 𝑽 𝟐 = 𝟎,𝟕𝟓 𝟏,𝟐 ⇔ 𝑽 𝟐 = 𝟏,𝟓×𝟏,𝟐 𝟎,𝟕𝟓 ⇔ 𝑽 𝟐 = 2,4 L 8
- 9. Daniela Pinto Lei deGay-Lussac Para um número de moléculas e volume constantes: A pressão é diretamente proporcional à temperatura: 𝒑 𝟏 𝒑 𝟐 = 𝑻 𝟏 𝑻 𝟐 Quanto maior for a temperatura do gás, maior será a velocidade das moléculas e o número de choques, e a pressão aumenta. Daniela Pinto 9
- 10. Daniela Pinto PRESSÃO vsTEMPERATURA Daniela Pinto 10
- 11. Daniela Pinto Lei deCharles Para um número de moléculas e pressão constantes: O volume é diretamente proporcional à temperatura: 𝑽 𝟏 𝑽 𝟐 = 𝑻 𝟏 𝑻 𝟐 Quanto maior for a temperatura do gás, maior será o número de choques e o volume aumenta. Daniela Pinto 11
- 12. Daniela Pinto VOLUME vsTEMPERATURA Daniela Pinto 12
- 13. Daniela Pinto Lei deBoyle-Mariotte Para um número de moléculas e temperatura constantes: A pressão é inversamente proporcional ao volume: 𝑽 𝟏 𝑽 𝟐 = 𝒑 𝟐 𝒑 𝟏 ⇔ 𝑽 𝟏 𝒑 𝟏 = 𝑽 𝟐 𝒑 𝟐 Quanto maior for o volume do gás, menor será o número de choques e a pressão diminui. Daniela Pinto 13
- 14. Daniela Pinto PRESSÃO vsVOLUME Daniela Pinto 14
- 15. Daniela Pinto VOLUME MOLAR Nasmesmas condições de pressão e temperatura, volumes iguais de gases diferentes, contêm o mesmo número de moléculas: 𝑽 𝟏 𝒏 𝟏 = 𝑽 𝟐 𝒏 𝟐 𝑠𝑒 𝑽 𝟏 = 𝑽 𝟐 𝑒𝑛𝑡ã𝑜 𝒏 𝟏 = 𝒏 𝟐 ou vice-versa Daniela Pinto 15
- 16. Daniela Pinto VOLUME MOLAR Volumemolar (Vm) – Volume ocupado por 1 mol de partículas. • Nas condições PTN, o volume de 1 mol de um gás é igual a 22,4 dm3: Vm = 22,4 dm3/mol. • Nas mesmas condições de pressão e de temperatura, os gases têm o mesmo volume molar. Daniela Pinto 16
- 17. Daniela Pinto VOLUME MOLAR DanielaPinto 17 𝑛 = 𝑉 𝑉𝑚 Nº de moles (mol) Volume (dm3) Volume molar (dm3/mol) Nas condições PTN o volume molar é de 22,4 dm3/mol
- 18. Daniela Pinto DENSIDADE DEUM GÁS Densidade ou massa volúmica () Massa de uma substância que existe numa unidade de volume: = 𝒎 𝑽 A unidade SI de densidade é kg/m3, mas utiliza-se mais o g/dm3 (g dm-3) para os gases. Daniela Pinto 18
- 19. Daniela Pinto DENSIDADE DEUM GÁS Densidade de uma mole de um gás (nas condições PTN): Massa de 1 mol = massa molar (M) Volume de 1 mol = volume molar (Vm) = 22,4 dm3 = 𝒎 𝑽 = 𝒏 × 𝑴 𝒏 × 𝑽 𝒎 = 𝑴 𝑽 𝒎 A densidade da atmosfera diminui quando aumenta a altitude, porque o número de partículas e a respetiva massa diminui. Daniela Pinto 19
- 20. Daniela Pinto Exercício Daniela Pinto Cálculoda densidade do oxigénio nas condições PTN. Dados: 1 mol O2: M = 32 g Vm = 22,4 dm3 𝜌 = 𝑚 𝑉 ⇔ 𝜌 = 𝑛×𝑀 𝑛×𝑉 𝑚 ⇔ 𝜌 = 𝑀 𝑉 𝑚 𝝆 = 𝟑𝟐 𝟐𝟐, 𝟒 = 𝟏, 𝟒𝟑 𝒈 𝒅𝒎 𝟑 20