O estudo dos gases é muito importante para a Química e para a Física. Confira nesta aula um resumo sobre o modelo de gás ideal e entenda também a lei dos gases ideais. Revise o Química para o Enem!
Quando vamos estudar o gás ideal, é sempre importante destacar que ele não existe em nossas vidas. Ele é apenas um modelo criado para ajudar na hora dos estudos e análises. Portanto, não existe um gás ideal na natureza, este modelo representa apenas um modelo teórico.
Dessa forma, vamos começar a ver as características que envolvem o modelo de gás ideal e exercícios que podem aparecer nas provas de Química do Enem e dos vestibulares!
As variáveis do gás ideal
No estudo de dilatação dos sólidos e dos líquidos, verifica-se que quando ocorre variação da temperatura, há também variação no volume da substância ou material. Os gases não apresentam o mesmo comportamento dos sólidos e dos líquidos, pois ocupam todo o recipiente em que estão contidos, e estes podem ser submetidos a diferentes pressões.
Quando há variação de volume e temperatura, a pressão do gás também pode sofrer alteração. Portanto, podemos concluir que há uma dependência entre as grandezas: volume, temperatura e pressão; e o estudo dessas grandezas caracteriza um gás ideal.
O que é um gás ideal
O gás ideal é um conjunto de moléculas ou átomos em movimento constante, onde suas velocidades médias estão diretamente relacionadas com a temperatura. Podemos observar que, quanto maior a temperatura, maior será a velocidade média das moléculas. Confira agora com o professor Felipe Sobis:
O gás ideal apresenta importantes características:
a) volume variável: adquire a forma do recipiente que o contém.
b) forma variável: ou seja, varia de acordo com o recipiente que está contido.
c) compressibilidade: as partículas dos gases geralmente estão afastadas uma das outras, assim podem ser comprimidas.
d) capacidade de expansão: as partículas constituintes dos gases estão em constante movimento, podendo expandir.
e) temperatura: deve ser alta, para que as partículas vibrem com mais energia.
f) baixa densidade: primeiro, precisamos lembrar o que é densidade. Ela é medida pela razão entre a massa de um material e o volume ocupado por ele (densidade = massa/Volume). Dessa forma, em um gás ideal, as partículas estão afastadas, com uma massa pequena em relação ao volume. Assim, o resultado da divisão acaba gerando um valor baixo.
Memorize: para ser um gás ideal, ele deve apresentar grande agitação de moléculas (alta temperatura) e baixa pressão (bater pouco nas paredes). Esse movimento de “bater na parede” podemos chamar de colisões, que também ocorrem entre as próprias moléculas. Essas se chocam elasticamente (conceito de Física).
Como existe uma relação de dependência, qualquer alteração em pelo menos uma das grandezas (pressão, volume ou temperatura) ocasiona mudança ou transformação de estado do gás.
Estudo dos gases ideais
Um recipiente que contém um gás cujo comportamento está sendo analisado é considerado um sistema. Um sistema pode ser classificado em:
a) isolado: não permite troca de massa ou de calor com o meio ambiente.
b) fechado: não permite troca de massa, mas permite troca de calor com o meio ambiente.
c) aberto: permite troca de massa e de calor com o meio ambiente.
Lei dos Gases Ideais
As leis dos gases representam o comportamento dos gases ideais, onde uma das grandezas (pressão, volume ou temperatura) é constante, e as outras duas grandezas são variáveis.
Note:
Pi = Pressão inicial, Pf = Pressão final
Vi = Volume inicial, Vf = Volume final
Ti = Temperatura inicial, Tf = Temperatura final
- Lei de Boyle: proposta pelo químico e físico irlandês Robert Boyle (1627 – 1691). A temperatura permanece constante, enquanto a pressão e o volume do gás são inversamente proporcionais.
Pi.Vi = Pf.Vf
- Lei de Gay-Lussac: proposta pelo físico e químico francês Joseph Louis Gay-Lussac (1778 – 1850). A pressão do gás é constante, e a temperatura e o volume são diretamente proporcionais.
Vi / Ti = Vf / Tf
- Lei de Charles: proposta pelo físico e químico francês Jacques Alexandre Cesar Charles (1746 – 1823). O volume do gás é constante, enquanto a pressão e a temperatura são diretamente proporcionais.
Pi / Ti = Pf / Tf
Baseado nessas três leis, foi representada a equação geral do gás ideal, expressa por:
P.V= n.R.T
Videoaula sobre gás ideal
Conseguiu entender o que é um gás ideal? Então aproveite o vídeo abaixo do nosso canal com o prof. Sobis para continuar fixando o conteúdo:
Exercícios sobre gás ideal
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Pergunta 1 de 10
1. Pergunta
(UERJ/2019)
Novas tecnologias de embalagens visam a aumentar o prazo de validade dos alimentos, reduzindo sua deterioração e mantendo a qualidade do produto comercializado. Essas embalagens podem ser classificadas em Embalagens de Atmosfera Modificada Tradicionais (MAP) e Embalagens de Atmosfera Modificada em Equilíbrio (EMAP). As MAP são embalagens fechadas que podem utilizar em seu interior tanto gases como He, Ne, Ar e Kr, quanto composições de CO2 e O2 em proporções adequadas. As EMAP também podem utilizar uma atmosfera modificada formada por CO2 e O2 e apresentam microperfurações na sua superfície, conforme ilustrado abaixo.
Admita que, imediatamente após a colocação do gás argônio em uma embalagem específica, esse gás assume o comportamento de um gás ideal e apresenta as seguintes características:
Pressão = 1 atm
Temperatura = 300 K
Massa = 0,16 gNessas condições, o volume, em mililitros, ocupado pelo gás na embalagem é:
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Pergunta 2 de 10
2. Pergunta
(UECE/2019)
Um certo gás, medido a 40 ºC e 0,83 atm, ocupa um volume de 691 mL e tem uma massa de 1,43 g. Efetuados os cálculos adequados, com as devidas aproximações, pode-se afirmar corretamente que esse composto é
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Pergunta 3 de 10
3. Pergunta
(UNITAU SP/2018)
Um comprimido de antiácido efervescente contém 2,0 g de carbonato ácido de sódio. Quando se dissolve o comprimido e ocorre a decomposição total do sal ácido, o aumento de pressão no seu interior, medidos nas CNTP é
Dados: considere que todo o gás carbônico formado fique no interior do estômago (volume de 1 litro e 1 atm).CorretoParabéns, resposta correta! Siga com o simulado.
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Pergunta 4 de 10
4. Pergunta
(UERJ/2017)
Um peixe ósseo com bexiga natatória, órgão responsável por seu deslocamento vertical, encontra-se a 20 m de profundidade no tanque de um oceanário. Para buscar alimento, esse peixe se desloca em direção à superfície; ao atingi-la, sua bexiga natatória encontra-se preenchida por 112 mL de oxigênio molecular.
Considere que o oxigênio molecular se comporta como gás ideal, em condições normais de temperatura e pressão.
Quando o peixe atinge a superfície, a massa de oxigênio molecular na bexiga natatória, em miligramas, é igual a:
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Pergunta 5 de 10
5. Pergunta
(UCB DF/2017)
Um dos estados físicos em que os materiais podem se apresentar é o estado gasoso. O comportamento físico das substâncias gasosas pode ser descrito por diversas equações de estado. A equação de estado mais simples é aquela em que se tratam todos os gases como perfeitos ou ideais. Nesse tratamento, fisicamente, os gases se comportam de acordo com a equação pV = nRT, em que, respectivamente, leem-se a pressão, o volume, o número de mols, a constante dos gases e a temperatura do material. Com base no exposto, acerca dos fenômenos e da descrição dos gases perfeitos, assinale a alternativa correta.
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Pergunta 6 de 10
6. Pergunta
(Escola Bahiana de Medicina e Saúde Pública/2017)
O monóxido de carbono, CO(g), óxido neutro liberado na atmosfera durante a queima incompleta de carvão, gasolina, óleo diesel, entre outros combustíveis, e na fumaça do cigarro, é um gás tóxico que se liga à hemoglobina existente no sangue e impede o transporte do oxigênio para as células do organismo.
Considerando-se essa informação e sabendo-se que uma amostra de CO(g), comportando-se como um gás ideal, está armazenada em um recipiente fechado com capacidade para 2,0 L, a 1,0 atm e 27 ºC, é correto afirmar:CorretoParabéns, resposta correta! Siga com o simulado.
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Pergunta 7 de 10
7. Pergunta
(UNIFOR CE/2016)
O butano, C4H10, é um dos componentes do gás liquefeito de petróleo (GLP), usado em fogões domésticos. O uso estimado diário é de 0,580 Kg ao dia. No processo de queima deste gás ocorre a produção do gás dióxido de carbono, CO2, de acordo com a reação não balanceada abaixo:
C4H10(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)
Considerando as condições de consumo diário nas CNTP, e sua queima total, o volume de CO2 liberado para atmosfera será aproximadamente de:
DADOS massa molares, em unidades de g mol–1: C=12 H=1 O=16CorretoParabéns, resposta correta! Siga com o simulado.
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Pergunta 8 de 10
8. Pergunta
(Mackenzie SP/2016)
11,2 g de sucata, contendo ferro, reagiram com quantidade suficiente de ácido clorídrico em solução produzindo solução de cloreto de ferro II e gás hidrogênio. O gás formado foi aprisionado em um balão com 1 L de volume, exercendo uma pressão de 2,46 atm, sob temperatura de 27 ºC.
Considerando-se que somente o ferro que reagiu seja capaz de produzir o gás hidrogênio, é possível afirmar que o teor de ferro, na sucata, é de
Dados: massa molar (g mol–1) Fe = 56
constante universal dos gases ideais (R) = 0,082 atm L mol–1 K–1CorretoParabéns, resposta correta! Siga com o simulado.
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Pergunta 9 de 10
9. Pergunta
(UECE/2016)
Uma amostra de gás causador de chuva ácida, com massa de 4,80 g, ocupa um volume de 1 litro quando submetido a uma pressão de 1,5 atm e a uma temperatura de 27 ºC. Esse gás é o
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Pergunta 10 de 10
10. Pergunta
(UECE/2016)
Usado como catalisador no processo Haber, como agente de contraste em ressonância magnética e em camada protetora de aço contra ferrugem, o óxido ferroso-férrico é obtido pela reação entre o ferro metálico e o vapor d’água que produz também hidrogênio molecular. Ao fazer reagir 840 g de ferro metálico, obtém-se um volume de hidrogênio medido a 127 ºC e 5 atm de pressão correspondente a
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Sobre o(a) autor(a):
Texto elaborado por Roseli Prieto, professora de Química e Biologia da rede estadual de São Paulo. Já atuou em diversas escolas públicas e privadas de Santos (SP). É Gestora Ambiental e Especialista em Planejamento e Gestora de cursos a distância.