Disciplina de Físico Química I - Equação de Clapeyron Misturas Gases reais. Prof. Vanderlei Inácio de Paula contato: vanderleip@anchieta.br Lei de Avogadro 1
Lei de Avogadro Equação de Clayperon CNTP 1 atm 0 C 273K 2
Volume Molar Volumes iguais de gases a uma mesma temperatura e pressão contém o mesmo número de partículas. Volume molar de alguns gases em L/mol (0 C e 1 atm de pressão) é próximo a 22,41 L/mol Equação de Clayperon Hexafluoreto de enxofre (SF 6 ) é um gás incolor. Calcule a pressão em atm de 1,39 mol contido em reator de volume de 6,09L na temperatura 55 C. 3
Equação de Clayperon Hexafluoreto de enxofre (SF 6 ) é um gás incolor. Calcule a pressão em atm de 1,39 mol contido em reator de volume de 6,09 L na temperatura 55 C. Equação de Clayperon Calcule o volume (em litros) ocupado por 5,58g de NH3 a CNTP. 4
Equação de Clayperon Uma amostra de 2,2 g de gelo-seco, dióxido de carbono (CO 2 ) sólido, sublima e, uma vez no estado gasoso, é colocada em um recipiente fechado de 1 L e submetida à temperatura de 27 C. Determine a pressão dessa amostra gasosa, expressa em atmosferas (atm). Gráficos 5
Gráficos Uma mistura de três gases diferentes A, B e C, todos em mesmo recipiente de mesmo volume e à mesma temperatura, pode se dizer que a pressão total, P T = P A + P B + P C 6
Lei de Dalton P T = P A + P B + P C Pressão parcial P a = X a. P t Na mistura final possui a somatória do n de mol de cada componente, n T = n A + n B + n C Fração molar (X A ) = n mol A / n mol Total X A = n A n T RESUMINDO: Lei de Dalton 7
FRAÇÃO MOLAR Lei de Dalton As pressões parciais p A e p B de uma mistura binária de gases (ideais ou reais) com pressão total p à medida que a composição muda de A puro para B puro. A soma das pressões parciais é igual à pressão total. Se os gases são ideais, então a pressão parcial é também a pressão que cada gás exerceria se estivesse presente sozinho no recipiente. Pressão total, p = p A + p B Pressão parcial de B: p B = x B p Pressão parcial de A: p A = x A p Fração molar de B, x B Dois recipientes A e B contêm, respectivamente, O 2 e N 2 a 25 o C e são ligados por uma válvula. O recipiente A contém 1,5 L de O 2 a 0,5 atm; o recipiente B contém 0,5 L de N 2 a 1,0 atm. Abrindo-se a válvula, os dois gases se misturam. Supondo que a temperatura do conjunto não tenha se alterado, pergunta-se, em relação à mistura final: a) Qual é a pressão total? b) Quais são as frações molares dos dois gases? c) Quais são suas pressões parciais? 8
A figura mostra dois balões interligados por uma torneira. A interligação tem volume desprezível e no balão I a pressão é de 3 atm. Abrindo a torneira e mantendo a temperatura constante, qual será a pressão final do sistema? Em um recipiente de 50 L a 127 C, temos 3,3 g de anidrido carbônico (CO 2 ), 4,8 g de anidrido sulfuroso (SO 2 ) e 3,4 g de gás sulfídrico (H 2 S). (Massas atômicas: H=1; C=12; O=16; S=32) Pedem-se: a) a pressão total da mistura gasosa; b) sua composição porcentual em massa; c) sua composição porcentual em volume; d) a massa molar aparente da mistura. 9
Densidade dos gases Densidade absoluta ou massa específica de um gás, em determinada pressão e temperatura, é o quociente entre a massa e o volume do gás, nas condições consideradas de pressão e temperatura. Densidade dos gases Densidade Relativa do gás 1 em relação ao gás 2 é o quociente entre as densidades absolutas de 1 e de 2, ambas sendo medidas nas mesmas condições de pressão e temperatura. 10
Qual a densidade absoluta do oxigênio (O 2 )a 600 mmhg e 127 C? (Massa atômica: O=16) Gás Real Os gases comuns ou reais, sempre se afastam do comportamento de um gás perfeito, principalmente a pressões muito altas e/ou temperaturas muito baixas. Nesses casos, o volume dos gases se reduz bastante, e as partículas se avizinham, passando umas a interferir no movimento das outras. O gás real se assemelha mais ao gás perfeito à medida que a pressão diminui e a temperatura aumenta; em outras palavras, o comportamento de um gás será tanto mais perfeito quanto mais rarefeito ele estiver. 11
Energia potencial Repulsões dominantes Contato 11/08/2014 Gás Real -Interações moleculares Forças Repulsivas: Forças Atrativas: Interações de curto alcance Pressões altas Interações de longo alcance Pressões moderadas Temperaturas baixas Separação Menor Compressibilidade Maior Compressibilidade Atrações dominantes Fator de Compressibilidade Z > 1: Z < 1: Z pv RT m Menor compressibilidade Forças repulsivas Maior compressibilidade Forças atrativas p (atm) Gás ideal p (atm) 12
Equação de Van der Walls RT p V b m a V 2 m 13