Gases: guia de estudo

Ideias principais

As leis dos gases descrevem como pressão, volume, temperatura e quantidade de gás dependem uns dos outros. Na maioria dos problemas, a lei dos gases ideais PV = nRT cobre todos de uma vez.

• Com R = 0,08206 L·atm/(mol·K), use pressão em atm, volume em litros e temperatura em kelvin. Com R = 8,314 J/(mol·K), use pascais e metros cúbicos.
• Boyle: P₁V₁ = P₂V₂ a temperatura constante. Charles: V₁ ÷ T₁ = V₂ ÷ T₂ a pressão constante, com T em kelvin.
• A lei de Dalton diz que a pressão de uma mistura é a soma das pressões parciais; cada uma é a fração molar vezes a total.
• Lei de Graham: gases mais leves se difundem mais rápido, com velocidade proporcional a 1 ÷ √M.

Equações principais

• PV = nRT
• P₁V₁ = P₂V₂ (Boyle)
• V₁ ÷ T₁ = V₂ ÷ T₂ (Charles)
• P_total = P₁ + P₂ + …
• rate₁ ÷ rate₂ = √(M₂ ÷ M₁)

Exemplo resolvido

Qual é a pressão de 2,0 mol de gás a 300 K em um recipiente de 10,0 L? P = nRT ÷ V = 2,0 × 0,08206 × 300 ÷ 10,0 = 4,9 atm. Pela lei de Graham, o hidrogênio (2,0 g/mol) se difunde √(32 ÷ 2,0) = 4 vezes mais rápido que o oxigênio (32 g/mol).

Erros comuns

• Usar °C em vez de kelvin. Some 273,15 antes de substituir.
• Misturar as unidades de R com as de pressão e volume.
• Aplicar a lei dos gases ideais sem notar que a quantidade de gás mudou entre dois estados.

Prática

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