Quimica Geral 1 - Russel.pdf

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Problema Paralelo: Uma amostra de um gás ideal ocupa um volume inicial de 20,5 L a 0,465 atm e 38 °C antes da compressão para 9,76 L. Se a nova pressão for 0,686 atm, qual será a nova temperatura em °C? Resposta: -55 °C. 4.4 A LEI DO GÁS IDEAL Mencionamos que duas das propriedades de um gás ideal obedecem às leis de Boyle e Charles. Agora, mostraremos como é possível incluir essas leis em um enunciado mais geral do comportamento dos gases ideais. LEI DE GAY-LUSSAC DA COMBINAÇÃO DOS VOLUMES Quando os gases hidrogênio e oxigênio reagem para formar água gasosa, existe uma relação simples entre os volumes dos reagentes e dos produtos, se estes forem todos medidos na mesma pressão e temperatura: 2 volumes de hidrogênio + 1 volume de oxigênio 2 volumes de água Compare isto com a equação balanceada para a reação: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 2H2 (g) + O2(g) 2H2O(g) A simples relação entre os volumes dos reagentes e produtos gasosos foi inicialmente observada por Gay-Lussac e resumida na lei de Gay-Lussac da combinação dos volumes. Lei de Gay-Lussac da combinação dos volumes: Quando medidos sob as mesmas condições de temperatura e pressão, os volumes dos reagentes e produtos gasosos de uma reação estão na razão de números inteiros e pequenos. Um segundo exemplo da lei de Gay-Lussac da combinação dos volumes é encontrado na reação em que o gás amônia (NH3) é sintetizado industrialmente a partir dos gases nitrogênio e hidrogênio. Os volumes relativos (todos medidos à mesma temperatura e pressão) são: 1 volume de nitrogênio + 3 volumes de hidrogênio 2 volumes de amônia Compare estes números com os coeficientes na equação balanceada para esta reação: N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 181
PRINCÍPIO DE AVOGADRO Por que a relação entre os volumes é exatamente igual à relação entre os números de moléculas das diferentes substâncias, como mostrado pelos coeficientes na equação balanceada? A resposta é que volumes iguais de gases diferentes contêm números iguais de moléculas quando medidos nas mesmas condições depressão e temperatura. Esta sugestão foi primeiramente feita por Avogadro em 1811 e o enunciado é agora conhecido como princípio de Avogadro. Por meio do princípio de Avogadro, podemos ver que em qualquer pressão e temperatura dadas, o volume de uma amostra de qualquer gás é proporcional ao número de moléculas na amostra e, portanto, ao número de mols de moléculas. Em outras palavras, v n (a T, P constantes) Comentários Adicionais O volume de um gás ideal depende do número de mols do gás. É também verdade que um gás constituído de qualquer número de mols expandirá quando colocado em um recipiente até o seu volume ser igual à capacidade deste. Estas afirmações são inconsistentes uma com a outra? Não. Lembre-se de que V e n são proporcionais apenas a uma dada (fixa) temperatura e pressão. Quando colocado em um recipiente, um gás certamente expandirá para preencher o recipiente, porém sua pressão diminuirá. O volume final do gás é determinado pela capacidade do recipiente, e a pressão e temperatura adquirirem valores que são compatíveis com as leis de Boyle e Charles. DERIVAÇAO DA LEI DO GAS IDEAL As leis de Boyle, de Charles e o princípio de Avogadro são todos enunciados de proporcionalidade que descrevem o gás ideal. Podemos resumi-la como Pela combinação das três proporcionalidades, obtemos: Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software http://www.foxitsoftware.com For evaluation only. 182
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Esse método de representação é
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