2 2 gases dispersoes

2.2. GASES E DISPERSÕES

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Estado gasoso Características:

 a matéria no estado gasoso não apresenta forma própria nem volume constante.  as moléculas movem-se de forma desordenada e incessante;  as moléculas ocupam um volume muito pequeno (que se considera desprezável) em relação ao volume da amostra gasosa;  a distância entre as moléculas é tal que podem ser desprezadas as interações entre elas, ou seja, considera-se que as moléculas estão praticamente livres.

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2

Um dos quĂ­micos que mais se destacou no estudo do estado gasoso foi o italiano Amedeo Avogadro, que em 1811 revelou uma descoberta importante.

Amadeo Avogadro

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3

Lei de Avogadro Volumes iguais de gases diferentes contêm o mesmo número de moléculas, quando medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura.

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4

Volume molar e Lei de Avogadro Consideremos um recipiente de volume variável com uma

determinada quantidade de gás a uma dada pressão e temperatura.

Se se adicionar mais gás ao recipiente, mantendo constantes a pressão e a temperatura, o volume aumenta.

Nas mesmas condições de pressão e de temperatura, quanto maior for o número de moléculas de um gás, maior é o volume ocupado por esse gás.

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O volume que um gás (V) ocupa é diretamente proporcional à quantidade de matéria (n) desse gás presente no recipiente.

V = constante n

Esta constante de proporcionalidade corresponde ao volume molar do gás

(Vm), para essas condições de pressão e de temperatura.

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VOLUME MOLAR Volume molar (Vm) de uma substância é o volume ocupado por

uma mole dessa substância, em determinadas condições de pressão e de temperatura.

V Vm= n

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O volume molar de um gás depende da pressão e da temperatura a que se encontra.

O volume molar de qualquer substância no estado gasoso, em condições PTN (pressão e temperatura normal: P= 1atm e T= 0ºC) é

22,4 dm3 mol-1.

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MASSA VOLÚMICA DE UM GÁS A massa volúmica () define-se como o quociente entre a massa e o volume de uma substância a uma dada temperatura. No caso dos gases tem-se:

m n×M ρ= ⇔ ρ= ⇔ V n×Vm

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Gráfico da massa molar de um gás em função da sua massa volúmica

O gráfico evidencia a proporcionalidade direta entre estas duas grandezas. ρ=

M Vm

M Vm = ρ

A constante de proporcionalidade, dada pelo declive do gráfico, é o volume molar, nas condições de pressão e temperatura consideradas.

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Atmosfera terrestre A troposfera, a camada da atmosfera terrestre mais próxima da superfície, é constituída principalmente por nitrogénio (ou azoto) (78%) e oxigénio (21%). Estas percentagens são expressas em volume.

Composição do ar da troposfera, seco e não poluído (percentagem em volume) Ano letivo 2016/2017 | Prof. Isabel Reis

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Poluição atmosférica

Substâncias que existem no ar, como os óxidos de carbono (CO, CO2) ou de

nitrogénio

(NO,

NO2),

são

libertadas em larga escala devido à

atividade

humana,

provocando

poluição atmosférica.

A poluição atmosférica pode ser de origem natural e de origem

antropogénica (de origem humana).

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Poluentes

Dióxido de carbono (CO2)

Fontes naturais

Respiração

Fontes antropogénicas

Produção de energia elétrica e aquecimento, transportes, indústria transformadora

Óxidos de nitrogénio (NO e NO2)

Atividade microbiana nos solos, relâmpagos

Transportes, produção de energia elétrica, indústria transformadora

Óxidos de enxofre (SO2 e SO3)

Oceanos, vulcões, erosão do solo

Produção de energia elétrica, indústria transformadora

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Poluentes

Fontes naturais

Fontes antropogénicas

Compostos orgânicos voláteis, COV (metano, compostos aromáticos e halogenados, etc.)

Pântanos, decomposição de matéria orgânica, digestão dos ruminantes

Transportes, solventes, eliminação de resíduos, agropecuária

Matéria particulada (poeiras, fumos, pólenes, aerossóis, etc.)

Ventos e tempestades, floração, aerossol marítimo

Construção civil, transportes, fogos florestais, aquecimento doméstico

Relâmpagos

Descargas elétricas, reações químicas entre outros poluentes

Ozono na troposfera

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Dispersões Uma dispersão é uma mistura de, pelo menos, duas substâncias – componentes da dispersão – e obtém-se quando uma ou mais substâncias se dispersam numa outra.

Fase dispersa + Fase dispersante = Dispersão

que

Substância que se

está em menor

encontra em maior

quantidade.

quantidade.

Substância

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CLASSIFICAÇÃO DAS DISPERSÕES

SOLUÇÕES Partículas dispersas com dimensões, inferiores a 1 nm.

COLOIDES Partículas dispersas com dimensões entre 1 nm e 1 μm.

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SUSPENSÕES Partículas dispersas com dimensões superiores 1 μm.

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As soluções são perfeitamente homogéneas. As partículas dispersas

não são observáveis nem mesmo ao microscópio ótico.

Numa solução não é possível separar o(s) soluto(s) por filtração.

Soluto + Solvente = Solução Ano letivo 2016/2017 | Prof. Isabel Reis

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Os coloides parecem homogéneos mas as partículas dispersas podem ver-se ao microscópio e provocam difusão da luz quando atravessados por um feixe luminoso (efeito de Tyndall).

1

2

1 – Solução

2 - Coloide

Os coloides podem sedimentar através de ultracentrifugação ou de floculação.

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As suspensões apresentam turvação, sendo possível distinguir as partículas da fase dispersa a olho nu ou com microscópio ótico.

Nas suspensões, as partículas da fase dispersa depositam quando em repouso (sedimentam por ação da gravidade).

A combustão incompleta do gasóleo nos motores dos camiões produz partículas de carvão que ficam em suspensão no ar.

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Modos de exprimir a concentração de uma solução Para podermos caracterizar uma dada solução, é necessário conhecer

a sua composição quantitativa. A grandeza que relaciona entre si as quantidades de soluto e de solvente é a concentração.

Concentração mássica

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Concentração molar

Relação entre a concentração mássica e a concentração molar:

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Fração molar

• É expresso apenas pelo seu valor numérico, sem unidade, podendo variar entre 0 (a substância não existe na solução) e 1 (substância pura).

• A soma das frações molares de todos os componentes de uma mistura é igual a 1.

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Percentagem em massa

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23

Percentagem em volume

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24

Partes por milhĂŁo em massa

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25

Partes por milhĂŁo em volume

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26

Relação entre a percentagem em massa ou em volume de um determinado soluto e a concentração desse mesmo soluto em partes por milhão:

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DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES AQUOSAS Quando uma determinada solução é diluída, o seu volume aumenta e

a sua concentração diminui, mas a quantidade de matéria do soluto permanece constante.

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Fator de diluição O fator de diluição (f) indica-nos o número de vezes que se deve diluir um dado volume de solução concentrada, de concentração cinicial, para

obter a solução diluída, de concentração cfinal.

cinicial f= cfinal

f=

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Vfinal

Vinicial

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