No estado gasoso, as partículas de um gás encontram-se “livres”, tomando movimentos irregulares e constantes a fim de ocupar todo o espaço disponível. Neste mesmo estado, a matéria não tem forma própria e tem capacidade de ser compressível até um alto nível, logo, o seu volume nunca é constante.
Os gases são formados por partículas de tamanho muito reduzido, relativamente ao espaço que ocupam. Quando um gás é comprimido, as unidades estruturais que os constituem aproximam-se e, por consequência, o volume que o gás ocupa reduz-se. A pressão que um gás exerce sobre as superfícies do recipiente em que ele se encontra deve-se aos choques das moléculas com estas superfícies.
(como podemos ver na figura, no recipiente da esquerda, o gás não se encontra sobre pressão e há um espaço entre as moléculas do gás. Já no da direita, o gás foi comprimido e o espaço entre as moléculas diminui, logo o volume de gás também foi reduzido.)
Para medir a pressão de certo gás, utiliza-se o Pascal (Pa), e sabe-se que:
1 Pa = 1N/ 1m²
Existem também outras unidades de pressão tais como a Atmosfera (atm) e o Torrivelli (torr). Sabe-se que:
1 atm = 1,0x105 Pa
1 atm = 760 torr.
As unidades de pressão e temperatura de um gás, designam-se por PTN e são:
P = 1 atm e T = 273 K
(designando a pressão por P, e a temperatura por T)
Relação entre a P de um gás, número de moléculas, T, e V constantes.
(sendo V o volume)
Quanto mais elevado for o volume de moléculas que constituem um gás, maior será o número de choques, logo a sua pressão será maior também. Assim sendo, um mesmo volume de gás com temperatura constante a sua pressão será directamente proporcional ao seu número de moléculas. Isto comprova-se porque:
P/n = Constante
P1 / n1 = P2 / n2 <=> P1 / P2 = n1 / n2
Relação entre P de um gás e o V, a temperatura constante.
Conta a Lei de Boyle-Mariotte que quando menor for o volume disponível, mais elevado será o número de colisões por cada unidade de superfície, logo, mais elevada é a pressão. A uma dada temperatura, para uma mesma quantidade de gás, a pressão é inversamente proporcional ao volume, uma vez que:
pV = constante
P1V1 = P2V2 <=> P1 / P2 = V2 / V1
Relação entre a P de um gás e T, a volume constante.
Segundo a lei de Gay-Lussac, quanto maior a temperatura, mais elevada será a velocidade das moléculas, logo, mais choques haverão entre elas e, por isso a sua pressão será maior. Em uma mesma quantidade de gás, em dado volume, a pressão é directamente proporcional á temperatura, K.
P/T = Constante
P1 / T1 = P2 / T 2 <=> P1 / P1 = T1 / T2
Relação entre o V e a T de uma dada quantidade de gás, a pressão constante.
A lei de Charles diz que ao aquecer uma certa quantidade de gás, para que a pressão se mantenha constante, o volume deverá aumentar. Para a mesma quantidade de gás, a pressão constante, o V é directamente proporcional á T. Isto porque:
V/T = constante
V1 / T1 = V2 / T2 <=> V1 / V2 = T1 / T2
Relação entre o número de partículas, a P, e T constantes.
A lei de Avogadro diz que se tivermos uma certa quantidade de gás encerrado num recipiente a uma certa T e P, e aumentarmos a quantidade de gás sem alterar a temperatura, as colisões iram ser maiores visto que haverá menos espaço disponível por partícula. Para a pressão se manter igual, o volume do recipiente deverá aumentar.
Nestas mesmas condições de P e T , o V ocupado pelo gás é proporcional ao numero de moles.
V/n = Constante
V1 / n1 = V2 = n2
Volume Molar (Vm):
Equivale ao volume ocupado por 1 mol de moléculas. A unidade de medida correspondente no SI é o metro cúbico por mol (m3/mol).
Para saber o Vm de uma dada substância gasosa, é necessário especificar as condições de P e T que se encontra. Nas condições PTN; o Vm de qualquer substância é de 22,4 dm3 mol-1.
Densidade de um gás (ρ):
A densidade de uma substância é definida pela massa dessa substância que existe num certo volume. A densidade é dada pela seguinte fórmula:
Ρ= m/V
No Sistema Internacional, a unidade de densidade é kg m-3. Para as substâncias no estado gasoso é sempre necessário referir as condições de P e T a que se encontram.
Relação entre a ρ de um gás e a sua massa molar nas condições PTN.
Uma vez que ρ=m/V sabe-se para uma mole a substancia no estado gasoso, que vem a ser ρ=M/Vm. Sendo assim, nas condições PTN ficará:
ρ= M/22,4 <=> M = 22,4 X ρ
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Trabalho Realizado por:
João Nuno Teixeira nº12; 10ºA
Bibliografia:
Manual Escolar - Jogo de Partículas A, 10º ano de Química.
Bibliografia:
Manual Escolar - Jogo de Partículas A, 10º ano de Química.
