Gases reais. Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departamento de Química

Transcrição

1 Universidade Federal de Ouro Preto Instituto de Ciências Exatas e Biológicas Departaento de Quíica Gases reais Professora: Melissa Soares Caetano Disciplina QUI 17

2 Gases reais Exibe desvios e relação ao gases perfeitos Interações oleculares Forças repulsivas = contribue para expansões Forças atrativas = contribue para copressões

3 Pressão de u gás real é enor quanto aior for a atração entre as partículas Baixas pressões gases reais coporta-se coo gases ideais Forças interoleculares insignificantes

4 Ua edida do desvio da idealidade Z ideal Mesas condições de P e T ideal RT P p RTZ Gás ideal Z=1 Z < 1 predoina forças atrativas < ideal Z > 1 predoina forças repulsivas > ideal

5 Encontre o fator de copressibilidade para deterinar o desvio da idealidade ao se tratar oxigênio a 160K e 3x10 3 KPa coo gás ideal. Saiba que o volue olar real do gás é 0,5L/ol nas esas condições de teperatura e pressão. Qual tipo de interação é predoinante?

6 Procediento e que se transfora ua expressão siples no prieiro tero de ua série de potências p RT 1 B p C p... p RT p Z B C RT 1... Z

7 Ebora equação de estado do gás real coincida co gás perfeito p 0, propriedades não coincide necessariaente Gás ideal Z 1 p RT Gás real 1 B p C p... dz dp 0 dz dp B pc... B Z Quando P 0 Teperatura de Boyle = propriedades do gás real coincide co as do gás perfeito e baixas pressões

8 p RT a b Tero da atração Tero da repulsão a e b = constante de an der Waals características de cada gás e independentes da teperatura

9 p RT a b Cada olécula coporta-se coo ua esfera pequena, rígida e ipenetrável Frequência de colisões são reduzidas pelas forças atrativas que atua co intensidade proporcional ao quadrado da concentração olar

10 (1) Nas teperaturas elevadas e nos volues olares grandes, as isoteras de an der Waals coincide co as isoteras do gás perfeito RT b a B () Os líquidos e os gases coexiste quando os efeitos de coesão e dispersão estão equilibrados

11 (3) As coordenadas críticas estão relacionadas co as constantes de an der Waals. dp d RT b a 3 0 d p d RT b 3 6a 4 0 Ponto crítico 1 única fase = fluido supercrítico fases coexiste e são be separadas por fronteira nítida c 3b p c a 7b 8a T c 7Rb

12 Os parâetros de van der waals para gás carbônico são a=3,64l.at.ol - e b=0,0467l.ol -1. Para 0,5 ols de gás carbônico confinado e u recipiente de 1,0L a teperatura constante de 7 o C, ostre qual a pressão do gás usando a equação de van der Waals.

13 Princípio dos estados correspondentes Coordenadas críticas = características de cada gás Coordenadas reduzidas = escala relativa de grandeza = gases reais diferentes, e estados co eso volue reduzido e na esa teperatura reduzida te a esa pressão reduzida. r c p r p p c T r T T c

14 Exeplos: 1) Considere ua aostra de 1ol de dióxido de enxofre, co ua pressão de 5at e u volue de 10L. Calcule a teperatura dessa aostra de gás usando a equação de an der Waals. Dados: SO a = 6,714at.L²/ol²; b = 0,05636L/ol T=614,K ) Estie as coordenadas críticas de u gás que te as seguintes constantes de an der Waals: a= 0,751atL ol - e b= 0,06L ol -1 c=0,0678l/ol; Pc=53,64at; Tc=119,98K 3) Qual o volue ocupado por 5ols de CH 4 sob pressão de 15bar na teperatura de 5 o C, sabendo que nestas condições seu fator de copressibilidade é igual a 0,783? =6,47L 4) U gás a 50K e 15at te volue olar 1% enor do que o calculado pela lei dos gases perfeitos. Calcule o fator de copressibilidade. Que forças são doinantes no gás, atrativas ou repulsivas? Z=0,88 Forças atrativas 5) O quanto é confiável a lei do gás perfeito coparada co a equação de van der waals? Qual a diferença e teros de pressão entre considerar 10g de dióxido de carbono confinado nu recipiente de volue igual a 100c 3, a 5 o C, coo gás perfeito e coo u gás de van der waals? Pideal= 5,7x106Pa; Preal=4,4x106Pa