2 2 1 Lei de Avogadro volume molar

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Volume molar O estudo do estado gasoso é particularmente interessante porque nele as moléculas podem ser consideradas como entidades que não interagem entre si, o que facilita a compreensão de diversos fenómenos. O volume molar (Vm) é uma das grandezas utilizada no estudo de gases e é calculado através da seguinte fórmula: 2

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Amedeo Avogadro Um dos químicos que mais se destacou no estudo do estado gasoso foi o italiano Amedeo Avogadro, que em 1811 revelou uma sua descoberta importante. Amadeo Avogadro 3

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Lei de Avogadro Esta descoberta inicialmente chamava-se “hipótese de Avogadro”, mas nos dias de hoje tem o nome de Lei de Avogadro Volumes iguais de gases diferentes contêm o mesmo número de moléculas, quando medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura. 4

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Volume O volume ocupado por um gás não depende do tipo de moléculas que o constituem. Volume: V(CO 2) = V(O 2) Pressão: p(CO 2) = p(O 2) Temperatura: T(CO 2) = T(O 2) Número de moléculas: N(CO 2) = N(O 2) CO 2 5

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2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Volume ocupado O número de moléculas de gás, N, presentes numa amostra é diretamente proporcional à quantidade de matéria, n, isto é, ao número de moles. q Volumesiguais de gases contêm a mesma quantidadede matéria quando medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura. 7

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Volume molar A partir da Lei de Avogadro , conclui-se que: q Todos os gases têm o mesmo volume molar, nas mesmas condições de pressão e temperatura. O volume molar de qualquer gás nas condições PTN (pressão de 1 atmosfera e temperatura de 0 °C) é sempre 22, 4 dm 3/mol. 8

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2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Exemplo de cálculo do volume Qual será o volume de uma amostra com 2, 1 mol de hidrogénio gasoso, nas condições PTN? 10

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Massa volúmica A massa volúmicaou densidade é calculada através de: 11

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Exemplo de cálculo da massa volúmica A massa de uma mole de nitrogénio é 28, 0 g e o volume ocupado por uma mole, a PTN, é 22, 4 dm 3. Qual a sua massa volúmica? 12

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica 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) 13

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Poluição atmosférica Substâncias que existem no ar, como os óxidos de carbono (CO, CO 2) ou de nitrogénio (NO, NO 2), são libertadas devido à em larga atividade escala humana, provocando poluiçãoatmosférica. A poluição atmosférica pode ser de origem natural e de origem antropogénica. 14

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Poluição atmosférica Poluentes Dióxido de carbono (CO 2) Fontes naturais Respiração Fontes antropogénicas Produção de energia elétrica e aquecimento, transportes, indústria transformadora Óxidos de nitrogénio (NO e NO 2) Atividade microbiana nos solos, relâmpagos Transportes, produção de energia elétrica, indústria transformadora Óxidos de enxofre (SO 2 e SO 3) Oceanos, vulcões, erosão do solo Produção de energia elétrica, indústria transformadora 15

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Poluição atmosférica 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 16

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Atividade Classifique em. Verdadeiraou Falsa cada uma das afirmações seguintes. A. Nas mesmas condições de pressão e de temperatura, 1 mole de dióxido de carbono gasoso ocupa o mesmo volume que uma mole de hidrogénio no estado gasoso. B. O volume ocupado por uma mole de oxigénio é 22, 4 dm 3. C. Nas condições PTN duas moles de amoníaco no estado gasoso ocupam 44, 8 dm 3. D. Em 22, 4 dm 3 de O 2 existem 6, 02× 1023 átomos de oxigénio. E. Quanto maior for a massa molar de um gás maior é a sua densidade. 17

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Atividade – Resolução Classifique em. Verdadeiraou Falsa cada uma das afirmações seguintes. A. Nas mesmas condições de pressão e de temperatura, 1 mole de dióxido de carbono gasoso ocupa o mesmo volume que uma mole de hidrogénio no estado gasoso. Verdadeira. B. O volume ocupado por uma mole de oxigénio é 22, 4 dm 3 Falsa. Isto só se verifica nas condições PTN (1 atm e 0 °C). C. Nas condições PTN duas moles de amoníaco no estado gasoso ocupam 44, 8 dm 3 Verdadeira. D. Em 22, 4 dm 3 de O 2 existem 6, 02× 1023 átomos de oxigénio Falsa. Contém 6, 02× 1023 × 2 = 1, 20× 1024 átomos de oxigénio. E. Quanto maior for a massa molar de um gás maior é a sua densidade Verdadeira. 18

2. 2. 1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica Em síntese 19