Quimica Analitica

1. INTRODUÇÃO

Chama-se de Volume Molar ao volume ocupado por 1 mol de cada substância. Para sólidos e líquidos o volume molar depende, entre outras coisas, da natureza, da substância, mas para gases ele só dependerá das condições de temperatura e pressão, qualquer que seja a natureza do gás. Nas condições normais de pressão e temperatura o volume molar apresenta um valor constante igual a litros que é, portanto, o volume ocupado por de qualquer gás nas referidas condições.Por definição, um gás ideal (também chamado gás perfeito) é aquele onde a energia de interação entre as moléculas é desprezível. Uma boa aproximação para esta situação é atingida fazendo com que a separação média entre as moléculas seja tão grande que se possa negligenciar a interação entre elas. Na prática, obtém-se este efeito a pressões muito baixas, onde o número de moléculas por unidade de volume é suficientemente pequeno. A equação de estado de um gás pode ser escrita como:

No caso de um gás perfeito, a função f que relacionada às variáveis termodinâmicas p, V, T, n apresenta uma forma muito simples, de modo que a equação de estado do gás ideal é:

onde,

R, chamada constante dos gases perfeitos, é determinada experimentalmente. A equação 1 é muitas vezes chamada Lei dos gases ideais. Para uma quantidade fixa de gás (indicada por ), vemos rapidamente que uma das três variáveis pode ser colocada em função das outras duas. Ou seja, a equação 1 limita os possíveis valores que a pressão, por exemplo, pode assumir dados dois valores de V e T. É interessante observar que forma tem a superfície que representa esta função, que está ilustrada na Figura 1.

Figura 1: forma da superfície

Historicamente, o estudo de aplicação desta equação foi fundamental para a dedução empírica da equação 1.

Lei de Boyle

O volume de uma quantidade fixa de gás, numa temperatura fixa, é inversamente proporcional à pressão.

Esta afirmativa, a Lei de Boyle, pode ser entendida tanto intuitivamente quanto se utilizarmos a equação 1. com n e T constantes

Neste caso, o membro direito da equação torna-se uma constante e podemos escrever que:

Equação 2: ou

O que significa que, diminuindo o volume, aumentamos a pressão, conforme observado por Boyle no século XVII (ano de 1.662).

Lei de Charles

Esta Lei, também conhecida como Lei de Gay-Lussac, afirma que, para uma quantidade fixa de gás, mantida a uma pressão constante, o volume ocupado é diretamente proporcional à temperatura. Podemos ver isto também a partir da equação 1, com n e p constantes:

Equação 3:

De forma equivalente, podemos obter uma versão alternativa fazendo n e V constantes:

Equação 4:

Lei de Dalton

Pode ser enunciada assim: a pressão exercida