A teoria Cinética
da Materia (I)
Prof. Dr. Vitor Baranauskas
MSc. José C. Rojas Q.
FEEC- UNICAMP
Conde Lorenzo Romano Amedeo Carlo
Avogadro (1776-1856)
• Italiano. Formou-se em direito aos 16 anos. 4 anos depois
defendeu seu doutorado. Nove anos depois ele foi
secretario do prefeito da cidade de Eridano (1801).
• Estudou por conta própria Física e Matemática e ocupou a
primeira cátedra de física e matemática da universidade de
Turim (1820). Onde se aposentou 30 anos depois.
• Recebeu o titulo de conde por herança do seu pai em 1787.
O Número de Avogadro
• Dalton mas por idéias religiosas que por argumentos
científicos divulgou que em um compostos simples entre
dois elementos, existiria um átomo de cada elemento.
Assim a molécula da água para Dalton ficava definida
como HO.
• Na mesma época Gay-Lussac estudava reações químicas e
achou que um volume de oxigênio reagia com dois
volumes de hidrogênio para produzir dois volumes de
vapor de água. (1:2), isto era um perigo para a teoria
atômica de Dalton!. (como uma partícula de oxigênio
podia produzir duas particular de água!)
O Número de Avogadro
• Em 1811 Avogadro publicou um trabalho onde fazia a
distinção clara entre átomos e moléculas (coisa que Dalton
não fez).
• Avogadro afirmou que os “átomos” de oxigênio e
hidrogênio eram na verdade moléculas contendo dois
átomos cada.
• Assim uma molécula de oxigênio reagiria com duas
moléculas de hidrogênio produzindo duas moléculas de
água. Simples não?
2H2 + O2 --> 2H20
“Volumes iguais de todos os gases à mesma temperatura e
pressão contém o mesmo número de moléculas”
Principio de Avogadro
O Número de Avogadro
• Mas na época a eletroquimica estava nascendo, e com ela
um dos mais criativos pensadores, Berzélius, que não podia
aceitar as idéias de Avogadro pois ele acreditava que um
composto sempre teria que ter uma parte negativa
combinada com outra parte positiva, tipo Na+Cl-.(seria
como pensar que o hidrogênio podia ser H+ e H- ao mesmo
tempo).
• Assim, o trabalho de Avogadro foi completamente
negligenciado, permanecendo na obscuridade por 59 anos.
• Em 1860 em uma conferencia em Alemanha Stanislao
Cannizarro teve que forçar a apresentação do seu
compatriota mostrando que suas idéias não só permitiriam
calcular as massas atômicas das moléculas, mas também
indiretamente dos seus átomos constituintes. (H2O)
O Número de Avogadro
• Só muito depois de Avogadro é que o conceito de MOL foi
introduzido: é a quantidade de matéria (ou de
substância) que contém tantas entidades elementares
representadas pela respectiva fórmula, quantos são os
átomos de 12C contidos em 0,012 kg de 12C.
• O Número de Avogadro vale:
Na = 602290000000000000000000 moléculas
(6,023 x 1023 moléculas)
• Se a gente pudesse empilhar um Na de folhas de papel
tamanho A4, que altura teria a pilha? (espessura da folha
A4 é 0,05 mm)
A distancia da terra ao sol é 150 x106 km.
200 milhões de vezes mais comprida!
O Número de Avogadro
• A medida oficial do Na, recomendada pelo Comitê de
Dados para Ciência e Tecnologia do Conselho
Internacional de Ciência (Icsu), foi feita com dois
aparelhos denominados balanças de Watt (um nos Estados
Unidos, outro no Reino Unido), sistemas sensíveis de
escalas baseados em força eletromagnética.
• Mas uma descoberta de cientistas alemães e belgas pode
exigir que a comunidade científica mude o valor de Na,
baseada em novas medidas com cristais de silício puro.
Assim como o Na, a definição de mol também mudaria.
• Assim outras constantes fundamentais da natureza teriam
de ser trocados. Seria o caso, por exemplo, da constante de
Faraday e da constante de Planck. Muitos trabalhos
científicos que requeiram altíssima precisão terão de ser
revistos se os novos valores das constantes forem
aprovados.
Teoria cinética dos gases
• Características de uma substância no estado gasoso Não tem forma e nem volume próprios. Um gás tem a
forma do recipiente onde está contido e ocupa todo o
espaço limitado pelas paredes do recipiente. O volume de
um gás é o volume do recipiente onde está contido.
• Modelo do estado gasoso (teoria cinética dos gases) Um gás é constituído por moléculas isoladas, separadas
umas das outras por grandes espaços vazios em relação ao
seu tamanho e em contínuo movimento de translação,
rotação e vibração.
Teoria cinética dos gases
• Gás Ideal - É um modelo teórico. É um gás que obedece
como exatidão matemática a equação :
P.V = n.R.T
Na pratica temos gases reais, o quais tendem para o gás
ideal quando a pressão tende a zero e a temperatura se
eleva.
• Lei de Boyle e lei de Charles e Gay-Lussac
LEI DE BOYLE: A temperatura constante, o volume
ocupado por uma quantidade fixa de um gás é
inversamente proporcional à sua pressão.
P.V = k = constante
Teoria cinética dos gases
LEI DE CHARLES E GAY-LUSSAC: A volume
constante, a pressão de uma massa fixa de gás é
diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás.
A pressão constante, o volume de uma massa fixa de gás é
diretamente proporcional à temperatura absoluta do gás.
Equação geral dos
gases perfeitos
Volume molar = 22,4 L/mol
n = N/Na
k = R/Na= 1,38 x10-23
(CNTP - pressão = 1 atm,
temperatura = 273 K)