Lei de Charles e Gay-Lussac V T. Pressão baixa. Pressão alta

Transcrição

1 GASES

2 Lei de Boyle V 1/P

3 Lei de Charles e Gay-Lussac V T Pressão baixa Pressão alta

4 Lei de Avogadro V n

5 Equação dos gases perfeitos Lei de Boyle V 1/P Lei de Charles e Gay-Lussac Lei de Avogadro V T V n V nt/p PV=nRT

6 Constante dos Gases Perfeitos, R

7 As condições 0ºC e 1 atm chamam-se condições de pressão e temperatura padrão (PTP). Experiências demonstram que a PTP, 1 mole de um gás ideal ocupa 22,414 L. PV = nrt R = PV nt = (1 atm)(22,414l) (1 mol)(273,15 K) R = 0, L atm/(mol K)

8 Pressão exercida por um gás Forças intermoleculares

9 Volume Molar (em dm 3 mol -1 ) a 0ºC e 1 atm

10 Factor de compressibilidade -Z

11 Equação dos gases perfeitos PV=nRT Equação de van der Walls (P+an 2 /V 2 )(V-nb)=nRT atractivas repulsivas

12 Constantes de van der Waals para alguns gases comuns Equação de van der Waals Gases não ideais Pressão corrigida Volume corrigido

13 A pressão de vapor de equilíbrio define-se como a pressão de vapor medida em condições de equilíbrio dinâmico entre a condensação e a evaporação. H 2 O (l) H 2 O (g) Equilíbrio dinâmico Taxa de condensação = Taxa de evaporação Equação de Clausius-Clapeyron ln P = H vap RT + C P = (equilíbrio) pressão do vapor T = temperatura (K)

14 Pressão de vapor da água

15 Temperatura crítica (T c ) de uma substância temperatura acima da qual a sua forma gasosa não pode ser liquefeita por maior que seja a pressão aplicada. Pressão crítica (P c ) de uma substância pressão mínima que tem de ser aplicada para provocar liquefacção à temperatura crítica.

16 Pressão / mm Hg Diagrama de fases da água Um diagrama de fases resume as condições para as quais uma substância existe no estado sólido, líquido ou gasoso. V=C-F+2 nº de fases Sólido Ponto crítico Líquido Vapor Ponto triplo FSC graus de liberdade componentes Temperatura / ºC

17

18

19

20 Diagrama de fases do carbono p / atm 2x T / ºC C (diamante) C (grafite) G 0 = kj

21 Diagrama de fases do dióxido de carbono p / atm T / ºC

22 Considere dois gases, A e B, num recipiente de volume V. P A = n A RT V P B = n B RT V n A é o número de moles de A n B é o número de moles de B P T = P A + P B Y A = n A n A + n B Y B = n B n A + n B P A = Y A P T P B = Y B P T P i = Y i P T fracção molar no gás (Y i ) = n i n T = P i P T

23 Uma amostra de gás natural contém 8,24 moles de CH 4, 0,421 moles de C 2 H 6 e 0,116 moles de C 3 H 8. Se a pressão total dos gases for 1,37 atm, qual é a pressão parcial do propano (C 3 H 8 )? P i = Y i P T P T = 1,37 atm Y propano = 0,116 8,24 + 0, ,116 = 0,0132 P propano = 0,0132 1,37 atm= 0,0181 atm

24 Propriedades Coligativas de Soluções de Não-Electrólitos Propriedades coligativas (ou propriedades colectivas) são propriedades que dependem apenas do número de partículas do soluto em solução e não da natureza dessas partículas. P 1 = X 1 P 1 0 P 1 0 = pressão de vapor do solvente puro Lei de Raoult X 1 = fracção molar do solvente Se a solução contiver apenas um soluto: X 1 = 1 X 2 X 2 = fracção molar do soluto

25 Solução Ideal Mistura binária de líquidos voláteis P A = X A P A 0 P B = X B P B 0 P T = P A + P B P T = X A P A0 +X B P B 0 P = X (P P ) + P T A A B B

26 Mistura binária de líquidos voláteis

27 Mistura binária de líquidos voláteis P T é maior do que o previsto pela lei de Raoult P T é menor do que o previsto pela lei de Raoult Força A-B Força < A-A e Força B-B Força A-B Força > A-A e Força B-B

28 Mistura binária de líquidos voláteis P T é maior do que o previsto pela lei de Raoult P T é menor do que o previsto pela lei de Raoult

29 Mistura binária de líquidos voláteis

30 Mistura binária de líquidos voláteis

31 Mistura binária de líquidos voláteis

32 Mistura binária de líquidos voláteis

33 Mistura binária de líquidos voláteis

34 Elevação ebulioscópica e Depressão crioscópica

35 Elevação ebulioscópica e depressão crioscópica

36 Elevação ebulioscópica e depressão crioscópica

37 Elevação ebulioscópica e depressão crioscópica pressão solvente solução Líquido T b =k b x m i T f =k f x m i Temperatura de fusão da solução Sólido Vapor temperatura Temperatura de fusão do solvente Temperatura de ebulição da solução Temperatura de ebulição do solvente

38 Elevação ebulioscópica e depressão crioscópica Solvente T f (ºC) k f (ºCm -1 ) T b (ºC) k b (ºCm -1 ) Água Benzeno Etanol Ácido acético Ciclo-hexano

39 Elevação ebulioscópica e depressão crioscópica

40 Propriedades Coligativas de Soluções de Electrólitos 0,1 m de solução de NaCl 0,1 m Na + iões e 0,1 m Cl iões 0,1 m de solução de NaCl 0,2 m iões em solução factor de van t Hoff (i) = N.º total de partículas na solução depois da dissolução N.º de unidades dissolvidas inicialmente na solução i deve ser não-electrólitos NaCl CaCl

41 Propriedades Coligativas de Soluções de Electrólitos Elevação ebulioscópica Depressão crioscópica T b = i K b m T f = i K f m