Gases

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA

 Volume e Pressão

Quando um gás é introduzido em um recipiente, as moléculas movem-se livremente dentro deste, ocupando todo seu volume. O volume de um gás, então, é dado simplesmente pela especificação do volume do recipiente no qual está encerrado. Uma vez que os gases se misturam livremente uns com os outros, se vários gases estiverem presentes numa mistura, o volume de cada componente é o mesmo que o volume ocupado pela mistura toda.

A pressão é definida como a forca por unidade de área; assim, é uma quantidade intensiva formada pela razão de duas quantidades extensivas, força e área. (2)

 Lei de Boyle

Boyle constatou que, à temperatura constante, o volume de uma quantidade fixa de um gás encerrado num recipiente diminui quando a pressão sobre o gás é aumentada.

A lei estabelece que, a uma temperatura constante, o volume ocupado por uma quantidade fixa de gás é inversamente proporcional à pressão aplicada. (2)

PV = constante

 Lei do Gás Ideal

É também conhecida como equação de estado para o gás ideal. Em geral, uma equação de estado é uma equação algébrica que relaciona variáveis, tais como P,V,T e n, que podem servir para definir o estado de um sistema. (1)

PV = nRT

 Lei de Charles

Investigou o efeito das variações de temperatura sobre o volume de uma dada quantidade de gás mantida a pressão constante. Constatou que, se um gás é aquecido, de tal sorte que a pressão permaneça constante, o gás expande. (2)

 Lei de Dalton

Observou que gases diferentes em uma mistura parecem exercer pressão nas paredes do recipiente, independentemente um do outro. Assim, a pressão medida de uma mistura de gases é a soma das pressões que os gases exerceriam se cada um estivesse sozinho no recipiente.

A lei de Dalton das pressões parciais estabelece que a pressão total exercida por uma mistura de gases é igual à soma das pressões parciais dos gases individuais. É obedecida rigorosamente pela maioria das misturas gasosas, desde que os gases não reajam.

Pressão Parcial é definida como a pressão que um gás exerceria se ele fosse o único gás do recipiente. (1)

 Lei de Graham de difusão

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. 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.

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

Velocidade = constante α , onde d é densidade do gás.

A lei de difusão de Graham pode ser rearranjada em termos da massa molecular. A uma dada pressão e temperatura, a densidade e a massa molecular de um gás ideal são diretamente proporcionais. (1)

Para o caso tratado teremos:

, onde m é a massa do gás e V o seu volume.

Segundo o enunciado da Lei de Graham, a uma dada temperatura e pressão, a densidade e a massa molecular de um gás ideal são diretamente proporcionais, podemos escrever a lei da difusão de Graham como:

A equação pode ser rearranjada de forma a termos a razão entre as Massas Molares:

OBJETIVOS

Observar propriedades do estado gasoso através de reação com formação de gás e reação entre gases.

Coletar e medir o volume de um gás.

Demonstrar e aplicar a lei dos gases ideais e a de misturas gasosas (lei de Dalton).

Demonstrar e aplicar a lei de difusão de Graham.

Comparar os dados obtidos experimentos com dados teóricos.

MATERIAIS E REAGENTES

Materiais:

1. Tubo de vidro;

2. Suporte;

3. Garra;

4. Rolas;

5. Algodão;

6. Régua;

7. Cronômetro.

Reagentes:

1. Hidróxido de amônio concentrado;

2. Ácido clorídrico concentrado.

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

PARTE II – LEI DE DIFUSÃO DE GRAHAM

Montou-se o sistema, o qual consiste de um tubo de vidro preso a um suporte por meio de uma garra e onde estão adaptadas duas rolhas nas extremidades.

Tomaram-se dois chumaços de algodão e colocou um dos pedaços com hidróxido de amônio concentrado e o outro pedaço com acido clorídrico concentrado.

Colocaram-se os chumaços de algodão, simultaneamente, um em cada extremidade dos tubos e vedou o tubo com as rolhas.

Iniciou-se a contagem do tempo, desde o inicio da