PRÁTICA 01- AS LEIS DOS GASES IDEAIS

     UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA[pic 1]

       CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS

     DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

           

   PRÁTICA 01- AS LEIS DOS GASES IDEAIS

                                                   Professor Cláudio Lima

                                                   Nayara Aparecida da Silva Costa, 96601

                                              VIÇOSA- MINAS GERAIS  

                                                     Setembro de 2019

1. RESUMO

   Foi realizada na Disciplina de Laboratório de Físico-química a prática 1, a qual teve por objetivos averiguar experimentalmente o comportamento dos gases isotermicamente e isobáricamente. Ademais, as deduções de Boyle, Charles e Gay-Lussac foram verificadas a fim de se obter a Lei Universal do Gases. Vale ressaltar que os procedimentos práticos foram divididos em duas partes. Na parte I, foi testada a variação do volume de ar com a pressão, enquanto na parte II, usou-se o tubo capilar com coluna de ar para atingir o equilíbrio térmico e mediu-se a altura da coluna de ar e a temperatura do banho. Por fim, concluiu-se que a Lei dos Gases Ideais é válida, já que os resultados obtidos foram condizentes.

1. INTRODUÇÃO

    O estado gasoso de um sistema puro pode ser descrito especificando os valores de temperatura, pressão, massa e volume. Sem perturbação externas, o sistema está em equilíbrio, o que significa que suas propriedades não se alteram com o tempo. Temperatura, pressão e massa podem ser medidos experimentalmente, enquanto o volume pode ser medido por uma equação.

1. Lei de Boyle (Lei das isotermas)

            Robert Boyle, em 1962, realizou as primeiras medidas quantitativas de pressão e volume em sistemas gasosos. Ele manteve a temperatura constante. Seus resultados provaram que o volume é inversamente proporcional à pressão em experimentos isotérmicos. Graficamente, a representação é uma isoterma.

                               pV = C                                      C = constante

1.    Lei de Charles e Gay-Lussac

        Charles mostrou que a constante C é uma função da temperatura. “A variação relativa do volume com a temperatura é igual para todos os gases”

           
                                             [pic 2] , onde alfa0 = 0,003661/ºC e [pic 3][pic 4] é a variação do volume com a temperatura a pressão constante.

     Experimentalmente, Gay-Lussac e Charles descobriram que o volume do gás variava linearmente com a temperatura quando a massa e a pressão eram fixas. Então, integrando-se a equação à pressão constante chega-se à:

                            V = V0 + V0α0t = V0(1 + α0t) = V0α0(1/α0 + t) (equação de Charles)

Combinadas, as equação de Charles e Boyle originam e o princípio de Avogadro, o qual diz que “volumes iguais de gases diferentes nas mesmas condições de temperatura e pressão contém o mesmo número de moléculas”, tem-se:

                          pV = nRT   , onde n é o número de mols dentro do recipiente, V o volume, R a constante dos gases ideais e T a temperatura em Kelvin.

pV= nRT é a Lei Universal dos gases.

1. OBJETIVOS

Conferir o comportamento empírico dos gases em processos isotérmicos e isobáricos. Averiguar as deduções de Boyle, Charles e Gay Lussac a partir da Lei Universal dos Gases.

1. REAGENTES E EQUIPAMENTOS:

• Tubo capilar com uma extremidade fechada em banho-maria
• Tubo em U ligado a um manômetro de mercúrio
• Sistema de aquecimento para banho-maria quente
• Gelo para produzir banho frio
• Termômetro
• Béquer para aquecimento e resfriamento da água
• Réguas para medição das alturas

     [pic 5]

                  Figura 1: Sistema

1. TÉCNICA EXPERIMENTAL

1.  Parte I: Lei de Boyle

• Primordialmente foi verificado a existência de bolhas ou vazamentos.
• Em seguida, fez-se um teste, subindo e descendo o tubo de mercúrio para analisar a variação da altura da coluna de ar aprisionado conforme a pressão. A partir disso, foi feita uma tabela que incluia um valor mínimo e máximo para as alturas.

Registrou-se a temperatura ambiente, a pressão atmosférica e o diametro do tubo.

1.  Parte II: Lei de Charles e Gay-Lussac

• Foram verificadas as condições de uso do tubo capilar.
• Preparou-se num béquer um banho-maria com gelo e água próximo de 0°C.
• Colocou-se no banho um tubo capilar, deixando a parte do tubo com o ar totalmente submersa e aguardando até atingir o equilibrio térmico.
• Além do banho de gelo, foram feitos banhos com temperaturas de 15°C, 26°C, 40°C e 60°C, em submersão do tubo capilar por 3 minutos.
• Registrou-se a pressão baromética, o diamêtro do tubo capilar e a altura da pequena porção de mercúrio no tubo.

1. RESULTADOS E DISCUSSÕES

• Parte I:

Tabela 1: Dados experimentais

Pressão atm      (mmHg)	Temperatura       (°C)	Temperatura       (K)
708	26	299,15

Tabela 2: Dados de altura

Número da medição	H (mm)	h  (mm)
1	105	-400
2	101	-200
3	115	0
4	124	50
5	132	100
6	140	150
7	145	200
8	151	250
9	158	300
10	161	350
11	165	400
12	171	450
13	175	500
14	179	550
15	180	600
16	185	650
17	190	700
18	192	750
19	195	800
20	205	980