Estudo dos gases
Profa. Kátia Aquino
Vapor ou Gás ?
O CO2 um gás
Industrias em Yokohama-Japão: O
homem injeta somente 3% de todo CO2 .
(foto:Paul Davdson)
(Fonte: www.biocientista.com/category/pensamento/
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Vapor de água
O calor liberado na condensação
do vapor de água dá ao furacão
a sua potência.
(Fonte:www.fiocruz.br/.../Bis/infantil/furacao.jpg )
As transformações gasosas e a
história
http://www.alunosonline.com.br/quimica/transformacoes-gasosas.html
Os principais cientistas que estudaram as
transformações gasosas relacionadas às variáveis dos
gases como volume, pressão e temperatura foram
Charles, Boyle e Gay-Lussac (da esquerda para a
direita, na figura acima)
Transformação isotérmica
T=cte
(Fonte: www.setrem.com.br/.../isot.gif )
Transformação isobárica
P=cte
(Fonte:www.profpc.com.br/2002-11-132-07-i003.jpg
)
(Fonte: www.setrem.com.br/.../isot.gif
)
Transformação isométrica
(ou isovolumétrica ou isocórica)
V=cte
(Fonte:www.profpc.com.br/2002-11-132-07-i003.jpg
)
(Fonte: www.setrem.com.br/.../isot.gif )
Equação Geral dos Gases
Gás Real e Gás Ideal
Gás ideal segue a teoria cinética dos gases:
1) um gás está em constante movimento desordenado e ininterrupto;
2) As moléculas do gás em questão estão bastante distanciadas, o que existe um imenso vazio
entre elas;
3) Um gás dentro de um recipiente descreve um movimento retilíneo uniforme. Os choques entre
as moléculas do gás e a parede do recipiente e entre as próprias moléculas (colisões) são
completamente elásticos, isto é, não há perda de energia cinética durante estes choques ou colisões.
4) Não há interação ou atração entre as moléculas dos gases.
Um gás real tende a ideal quando a
pressão diminui e a temperatura
aumenta.
Choque elástico
(Fonte: labfisica-cefetmg.zip.net/images/11.png )
Equação de Clapeyron
PV=nRT
onde:
R=constate dos gases
0,082 atm.L/mol.K
ou 62,3 mmHg.L/mol.K
Constante Universal dos Gases:
8,31 J/mol.K
Benoit Paul Emile Clapeyron
(1799-1864)
(fonte:www.wiley.com/.../historyImages/clapeyron.jpg )
Volume molar
Condições normais de temperatura e pressão
(CNTP)
T=0 C ou 273K
P=1 atm ou 760 mmHg
Nas CNTP 1 mol de qualquer gás ocupa
o volume de aproximados 22,4 L
Pressão parcial de um gás
Lei de Dalton
Ptotal= soma das pressões
parciais
Sendo:
nA-número de mol
XA= fração molar
(Fonte: www.uenf.br/.../qambiental/ga_mistura_neo.jpg)
PA=pressão parcial
P=Pressão total
Densidade de um gás
T( C)
–10
–5
d = P·MM
——
R·T
MMar=29 g/mol
0
5
10
15
20
25
30
d em kg/m³
1.342
1.316
1.293
1.269
1.247
1.225
1.204
1.184
1.165
P= 1atm
(Fonte:http://pt.wikipedia.org/wiki/Densidade)
Efusão e Difusão gasosa
Difusão é a propriedade que
todos os gases têm de se
misturar espontaneamente
com outros gases resultando
em misturas ou soluções
homogêneas.
Efusão é a propriedade que
os gases têm de passar através
de pequenos orifícios.
http://www.alunosonline.com.br/quimica/difusao-efusao-dos-gases.html
http://ceticismo.net/2011/09/14/gas-carbonico-um-detento-pronto-para-escapar
Efusão no corpo humano
Efusão
He
N2
Alvéolos: o oxigênio passa do ar para
o sangue e o gás carbônico do sangue para o
ar.
(Fonte:www.qmc.ufsc.br/.../gas_efusao_fenomeno.jpg )
(Fonte: www.mundoeducacao.com.br/upload/conteudo_lege... )
Lei da efusão ou difusão de
Graham
Relação entre as velocidades entre dois gases
Por que há efusão no...
...CO2 da bola de festa
...ar do pneu?
(images.quebarato.com.br/.../big/3/E/580C3E_1.jpg )
(vendas.goodyear.com.br/Upload/PneuEagleNCT5gr.jpg )
MMar = 29 g/mol
MMCO2 = 44 g/mol
Uma curiosidade envolvendo
vapor
Por que as pipocas estouram?
A "explosão" de um grão de pipoca quando aquecido é o resultado da combinação de
3 características:
1. O interior do grão (endosperma) contém, além do amido, cerca de 14% de água.
2. O endosperma é um excelente condutor de calor.
3. O exterior do grão (pericarpo) apresenta grande resistência mecânica
e raramente possui falhas (rachaduras).
Quando aquecido intensamente, a água no endosperma sofre vaporização, criando uma grande
pressão dentro do grão. O pericarpo atua como uma panela de pressão, evitando a saída do
vapor de água até que uma certa pressão limite seja atingida. Neste ponto, ocorrem duas coisas:
o grão explode, com som característico (pop!) e o amido do endosperma incha
abruptamente, criando aquela textura macia.
Hummm... bateu uma vontade de comer pipoca!!!
(Fonte: Revista QMC Web www.qmcweb.org)
Vamos aplicar o conhecimento
(OBQ) Durante a II Guerra Mundial desenvolveu-se uma
técnica de enriquecimento de urânio, baseada na Lei de
Graham. Para separar 235U do isótopo mais abundante, 238U,
todo o urânio era transformado em um fluoreto (UFx), cujo
ponto de ebulição é 56 C e, a partir das diferenças de
velocidades na efusão dos dois fluoretos (235UFx e 238UFx ),
ocorria a separação. Sabendo que a velocidade de efusão do
238UF é de 17,7 mg/h e, nas mesmas condições, a velocidade
x
de efusão do I2 é de 15 mg/h, determine o valor de "x" no
238UF
x
Resposta
Existe uma inconsistência no enunciado da questão. Sabe-se
que moléculas mais leves possuem maior velocidade de efusão
do que moléculas mais pesadas. No caso o I2 é mais leve do
que o 238UFx basta observar as massas molares abaixo. Logo
houve uma troca nos valores das velocidades associadas a cada
molécula. Considerando então que :
Massa molar do I=127 g/mol
Massa molar do F= 19 g/mol
Logo:
I2 = 254 g/mol
238UF = (238 +19x) g/mol
x
Pela lei de Graham temos:
Temos então:
238UF
6
ou hexafluoreto
V1 (I2 )=17,7 mg/h mais leve
V2 (238UFx )=15 mg/h mais pesado de urânio
Bons estudos!