QUÍMICA. Transformações Químicas. Sistemas Gasosos Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases Princípio de Avogadro Parte 4

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1 QUÍMICA Transformações Químicas Sistemas Gasosos Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases Parte 4 Prof a. Giselle Blois

2 Dúvida: O ar é um gás?! Resposta: Não, o ar é uma MISTURA DE GASES. Composição: 78% N 2, 21% O 2, 1% de outros gases. Mistura homogênea

3 - Pressão parcial dos gases: é a pressão que um gás exerceria se estivesse sozinho, nas mesmas condições de temperatura e volume da mistura. - Volume parcial dos gases (Lei de Amagat): é o volume que um gás ocupa se estivesse sozinho, nas mesmas condições de temperatura e pressão da mistura.

4 A pressão total de uma mistura é a soma das pressões parciais: P T = P A + P B + P C +... * Lei de Dalton ou lei das pressões parciais: isso porque não ocorre reação entre os gases e possuem comportamento ideal.

5 P. V = n. R. T P A. V = n A. R.T P B. V = n B. R. T... + P T. V = (n A + n B ). R. T Com isso podemos estabelecer uma nova grandeza química: Fração Molar (x).

6 A fração molar é a relação entre os números de mols de cada gás com a mistura gasosa. Ou seja, a fração molar do gás A é: x A = n A / (n A + n B ) OBS: x A + x B +... = 1

7 Considerando-se que o volume parcial de um gás em uma mistura gasosa é uma porcentagem do volume total: x A = n A /(n A + n B ) = P A /P T = V A /V T = % em volume de A/100%

8 Exercícios: Sistemas Gasosos - Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases 1. Tem-se um balão contendo N 2 e outro contendo O 2 cujos volumes e pressões iniciais são assinalados no esquema a seguir: O 2 5,0 atm 2,0 L N 2 1,0 atm 3,0 L

9 Abrindo a torneira de comunicação e mantendo a temperatura, pedem-se: a) A pressão total do sistema; b) As pressões parciais de cada gás. a) Considerando a torneira fechada, podemos aplicar a lei dos gases ideais para cada gás separadamente. P. V = n. R. T

10 P N2. V N2 = n N2. R.T P O2. V O2 = n O2. R.T n N2 = (P N2. V N2 ) / R. T n N2 = (1,0. 3,0) / R. T n N2 = 3,0 / R. T n O2 = (P O2. V O2 ) / R. T n O2 = (5,0. 2,0) / R. T n O2 = 10,0 / R. T n N2 + n O2 = (3,0 / R. T) + (10,0 / R. T) = 13,0 / R. T atm L

11 Ao abrirmos a torneira, os dois gases se misturam e, cada um deles, ocupa o volume total dos dois recipientes. P T. V = (n N2 + n O2 ). R. T P T. (2,0 + 3,0) = (13,0 / R. T). R. T P T. 5,0 = 13,0 P T = 2,6 atm

12 b) As pressões parciais de cada gás: x N2 = n N2 /(n N2 + n O2 ) = P N2 / P T n N2 = 3,0 / R. T n N2 + n O2 = 13,0 / R. T n O2 = 10,0 / R. T P T = 2,6 atm Substituindo: (3,0 / R. T) / (13,0 / R. T) = P N2 / 2,6 3,0 / 13,0 = P N2 / 2,6 P N2 = 0,6 atm

13 P N2 = 0,6 atm P T = 2,6 atm Se: P T = P N2 + P O2 Então, é só substituirmos: 2,6 = 0,6 + P O2 P O2 = 2,0 atm

14 Existe outra maneira de fazermos esse exercício?!?!? * Transformações gasosas!!!...abrindo a torneira de comunicação e mantendo a temperatura, pedem-se... TEMPERATURA CONSTANTE = TRANSFORMAÇÃO ISOTÉRMICA P 1. V 1 = P 2. V 2

15 O 2 : 5,0 atm; 2,0 L N 2 : 1,0 atm; 3,0 L P 1. V 1 = P 2. V 2 torneira fechada torneira aberta Para N 2 : Para O 2 : 1,0. 3,0 = P N2. 5,0 5,0. 2,0 = P O2. 5,0 P N2 = 0,6 atm P O2 = 2,0 atm P T = P N2 + P O2 = 0,6 + 2,0 = 2,6 atm

16 2. Um balão contém 48 g de O 2, 24 g de He e 160 g de SO 2. Calcule: a) As frações molares de cada gás; b) As pressões parciais de cada gás quando a pressão total for igual a 1000 mmhg. (M.A.: He = 4 u; O = 16 u; S = 32 u) a) Fração molar (x): x A = n A / (n A + n B + n C )

17 Então precisamos calcular o número de mols de cada gás, mas para isso teremos que calcular, anteriormente, a massa molar de cada um deles. M.M. O2 = = 32 g/mol M.M. He = 4 g/mol M.M. SO2 = = = 64 g/mol

18 n O2 = 48 / 32 = 1,5 mols n He = 24 / 4 = 6,0 mols n SO2 = 160 / 64 = 2,5 mols n = m / M.M. n T = n O2 + n He + n SO2 = 1,5 + 6,0 + 2,5 = 10,0 mols

19 x O2 = 1,5 / 10,0 = 0,15 x He = 6,0 / 10,0 = 0,60 x SO2 = 2,5 / 10,0 = 0,25 OBS: x A + x B +... = 1 0,15 + 0,60 + 0,25 = 1,0

20 b) Pressões parciais de cada gás: x A = P A / P T P A = x A. P T P O2 = x O2. P T P He = x He. P T P SO2 = x SO2. P T

21 P O2 = x O2. P T P O2 = 0, = 150 mmhg P T = 1000 mmhg P He = x He. P T P He = 0, = 600 mmhg P SO2 = x SO2. P T P SO2 = 0, = 250 mmhg