Resumo nº2

 

Lei de Avogadro e volume molar

 

Hipótese de Avogadro

Igual volume de gases diferentes, submetidos à mesma pressão e temperatura, têm o mesmo número de partículas.

 

Igual volume, igual número de unidades estruturais.

Esta situação só é possível porque o espaço vazio existente entre as unidades estruturais do gás é significativamente superior ao tamanho das respetivas  unidades estruturais (moléculas ou átomos no caso de um gás nobre). Assim, uma variação no tamanho dos corpúsculos acarretará uma variação desprezável no volume total ocupado pelo gás.

A conclusão de Avogadro permitiu verificar que 22,4 dm3 de qualquer gás, nas condições PTN, contêm sempre 6,022 ´ 1023 unidades estruturais, ou seja, o volume ocupado por uma mole de qualquer gás, nas condições PTN, é aproximadamente igual a 22,4 dm3. Este valor, 22,4 dm3 mol–1, designa-se por volume molar.


O volume molar, cujo símbolo é Vm, consiste no volume ocupado por uma mole de um gás, em determinadas condições de pressão e temperatura.
 

O volume molar de um gás só tem o valor de 22,4 dm3 mol-1 nas condições PTN.

Para outras pressões e temperaturas, o volume molar pode assumir outros valores.

Contudo, sejam quais forem as condições de pressão e temperatura, no volume molar de um gás ideal existem sempre 6,022 x 1023 partículas (1 mole de partículas).

Conhecendo o volume molar, é possível conhecer o volume ocupado por qualquer outra quantidade de matéria do mesmo, ou de outro gás, nas mesmas condições de pressão e temperatura.

Assim, se uma mole de um gás, nas condições PTN, ocupa o volume de 22,4 dm3, duas moles desse ou outro gás, nas mesmas condições de pressão e temperatura, ocupam o volume de 2 x 22,4 dm3 (44,8 dm3).

 

Gráfico do volume ocupado por um gás em função da respetiva quantidade de matéria

 

 

 

 

 

 

 

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

 

Em conclusão:

A expressão que relaciona a quantidade de matéria (n) com o volume (V) de um gás, em determinadas condições de pressão e temperatura, e o volume molar (Vm) nessas condições é a seguinte:

 


Massa volúmica

É ainda possível relacionar a massa (m) de uma amostra gasosa e a quantidade de matéria (n) com o volume molar (Vm), para determinadas condições de pressão e temperatura.

Dado que:

vem:



Por outro lado, também se pode relacionar a massa volúmica (ρ) de uma substância gasosa com a sua massa molar (M) e volume molar (Vm).

Dado que a massa volúmica, ou densidade, é dada por:

da expressão (1) vem:

 

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

O gráfico evidencia a proporcionalidade direta entre estas duas grandezas.

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

 

 

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