Volume Parcial de um Gás

      É o volume que um gás, inserido em uma mistura, ocuparia caso estivesse sozinho em um recipiente.

                                   VA = X A . V T
    
    O Volume Parcial de um gás é Lei de Amargat.

Misturas Gasosas

             Pressão Parcial de um Gás (Lei de Dalton):

         É a pressão que um gás, inserido em uma mistura, exerceria caso esse estivesse sozinho no recipiente.

                               PA = XA . PT  

Onde:
              PA = pressão parcial do gás A.
              XA = fração molar do gás A.
              PT = pressão total do sistema.


      Fração Molar

        A fração molar é um número adimensional (sem unidade de grandeza) que relaciona a parte de uma mistura com o total. É frequentemente utilizada para indicar a porcentagem molar de uma substância imersa em um solvente– número de mol do soluto dividido pelo número de mol da solução (soluto + solvente); assim como em balanços de massa.

      Vale lembrar que a soma das frações molares de todos os componentes de uma mistura deve ser sempre igual a 1.

       Calculamos a Fração Molar:

Volume Molar

O volume molar representa o volume ocupado por 1mol de qualquer gás a uma determinada temperatura e pressão.

Atenção!

CNTP = Condições Normais de Temperatura e Pressão.

                  T = 0ºC ou 273 K
                           P = 1atm ou 760mmHg

       1mol de QUALQUER gás ocupa nas CNTP um volume fixo de 22,4L.

Equação de Clayperon

Émile Clapeyron, que viveu entre os anos de 1799 e 1864, foi um dos precursores na área da termodinâmica. Relacionando as leis de Charles, Boyle-Mariotte e Gay-Lussac, Clapeyron estabeleceu uma equação que relaciona as três variáveis consideradas no estudo dos gases (pressão, volume e temperatura) e o número de mols, permitindo analisar a situação instantânea de um sistema gasoso.

A equação é :

Onde:

          P = pressão, podendo ser fornescida em atm (atmosfera) ou em mmHg (milímetros de mercúrio);

          V = volume, OBRIGATORIAMENTE em litros (L);

          T = temperatura, OBRIGATORIAMENTE em kelvin (K), podendo ser calculada atavés de:
                                             Tkelvin = T celcios + 273

          n = número de mols, sendo esse igual a razão da massa comum (g) pela massa molar (g/mol);

          R = constante geral dos gases, tndo valor espcífico para cada tipo de unidade de pressão, ou seja,:
se esta for dada em atmosferas (atm), R = 0,082atm.L.mol^-1 .K^-1                   
e se for dada em milímetros de mercúrio (mmHg), R = 62,3mmHg.L.mol^-1.K<sup>-1

Dica: Para a resolução de exercícios de Claperon, apenas uma pressão, um volume, e/ou uma temperatura será fornecida, tendo em vista que, se aparecer mais de uma desta, devemos usar a Lei Geral dos Gases ou o Princípio dos Vasos Comunicantes.</sup>

Lei Geral dos Gases

    É possível analisar as transformações gasosas verificando as condições iniciais de pressão, volume e temperatura em que se encontra o sistema, e as condições finais do mesmo. Para tanto utiliza-se a equação geral dos gases.

• Transformações isotérmicas: Ti = Tf

                     Pi x Vi = Pf x Vf

• Transformações isobáricas: Pi = Pf

                      Vi = Vf
                      Ti     Tf

• Tranformações isocóricas: Vi = Vf

                    Pi = Pf
                    Ti    Tf

          Atenção!!!
                            A temperatura deve estar SEMPRE em kelvin.

Transformações gasosas

Transformações isotérmicas:

            Nas transformações isotérmicas a temperatura do sistema NÃO varia, variando apenas as grandezas de pressão e temperatura.

            Essa transformação é regida pela lei de Boyle- Mariott.

Transformações isobáricas:

            Nas transformações isobáricas a pressão do sistema NÃO varia , variando apenas as grandezas de temperatura e volume.

            Essa transformação é regida pela lei de Charles.

Transformações isocóricas ou isovolumétricas:

            Nas transformações isocóricas o volume permanece constante, variando apenas as
grandezas de pressão e temperatura.

            Essa transformação é regida pela lei de Gay-Lussac.

 

Variáveis de Estado Físico

      Em termodinâmica as variáveis de estado físico do sistema é MOMENTÂNEO e não pode descrever a evolução no tempo. Existem três principais variáveis de estado físico:

         Pressão (P)

                        Volume (V)

                                       Temperatura (T)

     Pressão

            A pressão é sempre INVERSAMENTE proporcional ao volume e DIRETAMENTE proporcional a temperatura.

Pressão é uma grandeza escalar e a sua unidade no Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Pa, em homenagem a Blaise Pascal, em física. Já em quimica podemos usar como unidade de medida de pressão milímetros de mercúrio (mmHg) ou atmosferas (atm).

1atm = 760 mmHg = 10⁵ Pa

        Pressão de um sistema fechado:

            É a relação entre a força exercida por uma quantidade de moléculas sobre uma
determinada superfície.

    Pressão atmosférica:

            É a pressão exercida pelo peso do ar atmosférico sobre qualquer superfície em
contato com ele.

  Volume:

            O volume é INVERSAMENTE proporcional a pressão e DIRETAMENTE proporcional a temperatura.

  Volume de um sistema gasoso fechado:

            O gás sempre ocupa todo o volume do recipiente em que se encerra.

As "bolinhas" acima retratadas representam as moléculas dos gases inseridos.

    Conversão de unidades:

1m³ = 10³ litros = 10³ dm³ = 10⁶ cm³  = 10⁶  ml

   Temperatura:

            A temperatura é DIRETAMENTE proporcional ao volume e a pressão.

 

Temperatura de um sistema gasoso fechado:

            Mede o grau de agitação das moléculas. Quanto maior a temperatura, maior a energia cinética das moléculas do sistema. 

OBS: Temperatura sempre em Kelvin:

T_kelvin = T_celsios +273