Lei dos gases ideais Até aqui, analisamos as leis decorrentes de experimentos em que eram mantidas a amostra gasosa (massa fixa) e uma das variáveis de estado de um gás. Mas, de acordo com o conteúdo apresentado, uma amostra gasosa de um gás qualquer difere de outra quanto à quantidade de matéria (n). Entretanto, como podemos relacionar a quantidade de matéria com as variáveis de estado de um gás? Para facilitar nosso estudo, vamos partir de uma equação mais geral, resultante dos trabalhos experimentais de Robert Boyle (1660), Jacques Alexandre César Charles (1787) e Gay-Lussac (1802), que permitiram estabelecer relações entre as variáveis de estado de um gás, generalizadas pelo francês Benoît Paul Émile Clapeyron (1799-1864) na seguinte equação: P?V5n?R?T P: pressão do gás V: volume do gás T: temperatura termodinâmica do gás (K) R: constante universal dos gases n: quantidade de matéria (mol) Unidades das variáveis de estado
DIVULGAÇÃO PNLD
Unidades Volume
m3, L, mL, cm3, etc.
Pressão
Pa, atm, mmHg, etc. °C (grau Celsius) e K (kelvin)
Temperatura
T (K) = t (°C) + 273 A temperatura termodinâmica é essencial no estudo dos gases. Não escreva neste livro.
Atividades 1. R é uma constante universal, por isso tem sempre o mesmo valor, independentemente do gás considerado. O valor numérico de R, porém, varia com as unidades adotadas. Assim: (P em atm) R 5 0,082 atm L mol–1 K–1 –1 –1 (P em mmHg) R 5 62,3 mmHg L mol K Calcule o valor da constante nas unidades atualmente adotadas pela IUPAC (P em Pa, T em K e V em dm3). Lembre-se de que, nas condições padronizadas (CPTP), temos: P 5 105 Pa e T 5 273 K, portanto, o volume molar VM 5 22,7 L. 2. Considere um gás à temperatura de 27 °C e pressão de 1 atm. a) Qual é o valor do volume molar? b) Qual é o volume de 0,25 mol de CO? Sempre que necessário, consulte a tabela de massas atômicas e considere a constante dos gases R 5 0,082 atm ? L ? K–1 ? mol–1. 3. Uma residência é abastecida basicamente por gás butano (C4H10). Se o volume consumido por essa residência for de 50 m3, à temperatura de 27 °C e sob pressão de 1 atmosfera, calcule a massa de butano que é consumida nessa casa. 4. Um extintor de incêndio contém 4,4 kg de dióxido de carbono. Se todo esse dióxido for liberado na atmosfera a 27 °C e 1 atm, qual será o volume desse composto no estado gasoso?
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Unidade 4 Estado gasoso
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MATRIZ NOVA
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