DIFUSÃO DOS GASES

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA

SETOR DE CIÊNCIAS EXATAS E NATURAIS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

PRÁTICA N° 01:

DIFUSÃO DOS GASES

PONTA GROSSA

2013

BICO DE PRÁTICA N° 01:

DIFUSÃO DOS GASES

PONTA GROSSA

2013

Difusão de Gases

Pratica 01

1-Introdução

Difusão é o termo dado à passagem de uma substância através de outra. Em sólido, a difusão é tão lenta que métodos especiais são necessários para detectar e medir sua velocidade. Nos líquidos, a difusão ocorre mais rapidamente. Quando adicionamos cuidadosamente a água líquida uma gota de tinta solúvel em água, podemos ver a tinta difundindo-se vagarosamente neste líquido. (Esta demonstração é difícil de ser realizada, pois a adição de uma gota provoca turbulência, que mascara a difusão.) Os gases difundem-se mais rapidamente. Quando sentimos o cheiro de algo, é o resultado da difusão de gás através do ar para os nossos sensores olfativos. (A difusão é frequentemente auxiliada pelas correntes de convecção no ar). (1)

Lei da Difusão de Graham

A velocidade de difusão de um gás através de outro é inversamente proporcional a raiz quadrada da densidade do gás.

Se representarmos a densidade por d, podemos escrever:

Velocidade de difusão 1 (Equação 1)

√d

A lei de difusão de Graham pode ser rearranjada em termos de massa molecular. A uma dada pressão e temperatura, a densidade e a massa molecular de um gás ideal são diretamente proporcionais, como é demonstrado pela equação 2, temos então densidade representado por d e a massa por m:

d = m = m = mP (Equação 2)

V nRT nRT

P

Se M representa a massa molecular, então n = m . Assim, por substituição, temos:

M

d = mP = P M (Equação 3)

m RT RT

M

Portanto, a equação 3 mostra que para uma dada temperatura e pressão, a densidade (d) é diretamente proporcional a massa molecular (M). A partir destes conceitos temos a lei de difusão de Graham. (1)

A velocidade de difusão de um gás é inversamente proporcional à raiz quadrada de sua densidade e à raiz quadrada de sua massa molecular.

Matematicamente, isto significa que:

Velocidade de difusão 1 e que,

√d

Velocidade de difusão 1

√M

Efusão

É a passagem de um gás através de uma abertura de um buraco de agulha ou pequeno orifício. Em 1.846, Graham relatou uma segunda generalização conhecida como lei de efusão de Graham. Essa lei é estendida tanto para a massa molecular como também para a densidade.

Velocidade de efusão 1

√d

Velocidade de efusão 1

√M

A velocidade de efusão é proporcional à velocidade média das moléculas do gás porque ela determina a velocidade com que as moléculas se aproximam do furo. Portanto podemos concluir que: (2)

Velocidade Média 1

√ M

Leis de difusão e efusão de Graham

As leis de difusão e efusão de Graham podem ser utilizadas para determinar a massa molecular de um gás desconhecido. A proporcionalidade inversa significa que para dois gases A e B submetidos a difusão ou efusão: (1); (2)

Velocidade de efusão das moléculas de A = 1/ √MA = √MB (2)

Velocidade de efusão das moléculas de B 1 / √ MB √MA

Ou seja:

(1) Velocidade A = √MB

Velocidade B √Ma

Como os tempos que levam a mesma quantidade das duas substâncias efundirem por uma pequena abertura são inversamente proporcionais às velocidades com que efundem, uma declaração equivalente é: (2)

Tempo para a difusão A = √Ma

Tempo para a difusão B √Mb

Esta relação pode ser usada para estimar a massa molar de uma substância comparando o tempo necessário para a efusão da substância desconhecida