Densidades Dos Gases

Objetivos:

• Diferenciar a densidade relativa da densidade absoluta dos gases;

• Aplicar as fórmulas ideais a serem utilizadas em cada tipo de densidade.

Introdução:

Define-se como densidade o quociente entre a massa e o volume de um determinado corpo, esse cálculo vale apenas para calcular a densidade de matérias em estado sólido.

A seguir tem-se a representação das densidades relativa e absoluta dos gases, visto que para cada densidade há uma fórmula que nos orienta para calcularmos corretamente a densidade de um gás em questão.

Conclusão:

Conclui-se que a densidade dos gases e suas fórmulas são realmente importantes para nossas vidas, visto que a partir dela entendemos coisas comuns do nosso dia a dia, como por exemplo: o motivo pelo qual as bexigas cheias com gás hélio sobem e as com gás carbônico descem, o porquê de os balões flutuarem no ar, etc.

Densidade Absoluta dos Gases

O cálculo do número de mol (n) pode ser feito por meio da fórmula:

n = m

M

Onde: m = massa;

M = massa molar.

Se substituirmos a quantidade de matéria ou o número de mol (n) na equação de estado dos gases, também conhecida como equação de Clapeyron (PV = nRT), teremos:

PV = nRT

PV = mRT

M

PV= m

RT M

PM= m

RT V

Observe que m/V é exatamente a fórmula química da densidade, portanto, podemos deduzir o seguinte:

d = m

V

PM= m

RT V

A densidade é proporcional a sua própria pressão, já à sua temperatura absoluta é contrariamente proporcional onde R é a constante dos gases.

Nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), em que a pressão é igual a 1 atm e a temperatura é a temperatura absoluta, igual a 273 K, podemos calcular a densidade absoluta:

d = PM

RT

d = ___1 . M___

0,082 . 273

Essa fórmula demonstra a densidade absoluta dos gases e pode nos explicar o princípio de funcionamento dos balões usados como meios de transporte e dos balões de festas juninas que são muito perigosos. O ar contido nesses balões é aquecido e, como a fórmula da densidade absoluta dos gases mostra, sob pressão constante, a densidade do gás é inversamente proporcional à temperatura, por isso, quando se aumenta a temperatura do ar dentro do balão, a densidade dele diminui e com isso o balão passa a voar. Isso ocorre porque quando a temperatura de um gás ou de uma mistura gasosa, como é o caso do ar, aumenta, suas moléculas se afastam e, portanto, seu volume aumenta.

É por isso que os balões de festas juninas são tão perigosos, pois para aumentar a temperatura do ar e fazer o balão subir, coloca-se fogo nele, que uma hora irá cair, podendo causar incêndios e ferimentos graves.

Exemplo de densidade absoluta:

1) Qual a densidade de absoluta do oxigênio (O₂) a 600mmHg (milímetros de mercúrio) e 127° C? (massa atômica: O =16)

Dados:

Massa molar: O2: 2 . 16 = 32 g/mol;

P = 600 mmHg;

R = 62,3 mmHg . L . mol-1 . K-1

T = 127 ºC → 127 + 273 = 400 K

Resolução: d = PM/RT  d = 600 . 32/ 62,3 . 400  d = 0,774 g/L

Densidade Relativa dos Gases

Em muitos parques, shoppings, restaurantes e em outros lugares de passeio e lazer, são vendidas aquelas bexigas (balões de gás) que ficam suspensas no ar. Já as bexigas normais que nós mesmos enchemos com o ar de nossos pulmões tendem a ir para o chão. Qual é a diferença?

A resposta está na densidade dos gases que preenchem ambas as bexigas em relação à densidade do ar.

As bexigas que compramos estão preenchidas com o gás hélio (He), que possui densidade menor que a densidade do ar, por isso sua tendência é subir. Já o gás que sai dos nossos pulmões é o CO2, que