Definir Efusão e Difusão

FACULDADES OSWALDO CRUZ

QUÍMICA GERAL

DEFINIR VELOCIDADE DE DIFUSÃO DOS GASES HCL E NH3

Carla dos Santos Rocha, 1517072

Diogo Schmidt, 1517084

Jennifer Morais Silva, 1517105

Prof: Sergio de Souza Leme

SÃO PAULO

2018

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1. - Definir efusão e difusão de um gás.

Difusão de um gás é um movimento de passagem ou espalhamento de um gás através de outro gás, devido à cinética de suas moléculas ou átomos.  A densidade interfere na velocidade de difusão, pois a velocidade de difusão de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua densidade.

Tem-se como exemplo o criptônio se dispersando em uma atmosfera de neônio. A difusão explica também a expansão de perfumes e dos feromônios (sinais químicos que os animais trocam entre si) pelo ar. Ela também ajuda a manter aproximadamente uniforme a composição da atmosfera (ATKINS, 2004).

Efusão é a passagem de um gás através de uma pequena abertura ou orifício. Ocorre de forma rápida, obedecendo às mesmas propriedades da efusão.

Ocorre efusão sempre que um gás está separado do vácuo por uma barreira porosa – uma barreira que contem orifícios microscópicos – ou por uma única abertura muito pequena, como um pneu furado. O gás escapa pela abertura porque ocorrem mais "colisões" com o orifício do lado de alta pressão do que do lado de baixa pressão e, em consequência, passam mais moléculas da região de alta pressão para a região de baixa pressão do que na direção oposta (ATKINS, 2004).

1. - Enunciar a Lei de Difusão de Graham.

A Lei de Graham, diz que a velocidade de difusão dos gases, é inversamente proporcional à raiz quadrada de suas densidades (ATKINS, 2004). O que nos diz que quanto menos denso for o gás, maior será sua velocidade de difusão, em relação de que ambos os gases estejam com mesma temperatura e pressão. A massa molar interfere na velocidade, quanto menor for a massa, mais fácil será para o gás realizar a difusão.

1. Demonstre que para uma dada temperatura e pressão, a densidade é proporcional a massa molar (d α M).

Para se calcular a densidade em qualquer condição, devemos usar a Equação de Claperyon (que nos descreve o comportamento de um gás ideal, em que relaciona três variáveis (p,v,t), para qualquer quantidade de matéria (n)), dada pela formula:

P.V= n.R.T; sendo (n):

n=mmassa do gás em gramas[pic 1]

    MMassa molar do gás em g/mol

Podendo ser escrita:                

P.V= m.R.T                           P.M= m     [pic 2][pic 3][pic 4][pic 5]

         M                            R.T    V

e d= m     [pic 6]

  M

Como sabemos o volume molar é 22,4 L, podemos igualar as equações e obter a formula da densidade absoluta dos gases:

d= P.M[pic 7]

    R.T

Onde o R, é a constante universal dos gases, P a pressão, M massa molar, e T a temperatura.

A densidade absoluta dos gases em determinada temperatura e pressão é a relação entre a massa e o volume do gás (dg= mg / Vg). Considerando essa pressão e temperatura, nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), onde a pressão é 1 atm e a temperatura é de 273 K. Desse modo segundo a Hipótese de Avogadro, o volume ocupado por 1 mol de qualquer gás será de 22,4 L (volume molar dos gases). Usando o volume molar dos gases, para se encontrar a densidade a fórmula ficaria :

dgás= Mmolar[pic 8]

      Vmolar

 

Como o volume molar será sempre 22,4L. Temos que :

Dgás = Mmolar

1. - Dados os seguintes gases, ordene-os em ordem crescente de escape através de um orifício, e especifique em que condições esta ordem é válida He, H2,O2, CH4, C2H2, Cl2.

Considerando as CNTP, tem-se: Pressão = 1 atm; Temperatura = 273 K;

Constante universal dos gases (R)= 0,082 .[pic 9]

Fixando-se esses dados, sabe-se que a velocidade de efusão e difusão, conforme a lei de Graham, é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa dos gases, logo os gases que apresentam maior massa molar, terão menor velocidade de efusão, ou menor escape. Portanto, a ordem crescente de escape dos gases é: