Visualizando o volume molar Experimento cadastrado por Leandro Fantini em 17/03/2009 Classificação ••••• (baseado em 7 avaliações) Total de exibições: 4864 (até 10/06/2013) Palavras-chave: Química, Mol, gás, partículas, volume molar, PV=nRT Onde encontrar o material? em supermercados e farmácias Quanto custa o material? até 10 reais Tempo de apresentação até 10 minutos Dificuldade fácil Segurança seguro Introdução Construa você mesmo uma estrutura que permite enxergar o volume de um mol de gás nas CNTP. Estrutura cúbica com 22,4 litros Materiais necessários Oito bolinhas de isopor com 3cm de diâmetro Doze espetos de churrasco ou taquaras com 28,2cm de comprimento OBS. Nós encontramos espetos de bambu para churrasco com o tamanho exato © 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br 1 Visualizando o volume molar Material utilizado Passo 1 Mãos à obra Segure firmemente a bolinha de isopor com uma das mãos e com a outra introduza o espeto até a metade da bolinha Passo 2 Mãos à obra Faça uma base com quatro bolinhas de isopor e quatro espetos. Logo em seguida, monte a estrutura cúbica como está na foto. © 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br 2 Visualizando o volume molar Passo 3 O que acontece Ao se mencionar o volume molar de gases é interessante demonstrar visualmente o que são 22,4 L como parte da discussão. Para entendermos o porque deste volume, vamos recorrer a equação de Clapeyron. PV = nRT onde, P = Pressão V = Volume n = N° de mols R = constante universal dos gases T = Temperatura em Kelvin Se você está utilizando a pressão em atm, o valor para R será de 0,082 atm.L / mol.K Lembre-se que na CNTP ( condições normais de temperatura e pressão ), a pressão deve ser de 1 atm e a temperatura será de 273,15 K ou 0°C. Como o valor de R está em Kelvin, vamos usar a temperatura nesta unidade. Sendo assim veja como ficará nosso cálculo: PV = nRT > 1atm. V = 1mol. 0,082atm.L / mol.K . 273,15K V = 22,4 L Outro valor utilizado para o Volume Molar de um gás é o calculado nas CPTP ou Condições Padrão de Temperatura e Pressão. Neste caso o que muda é apenas a unidade da pressão, que ao invés de ser dada em atmosferas é dada em Pascal (Pa). P = 100.000 Pa e T = 273,15 K - CPTP Volume Molar = 22,7 L Agora, porque o tamanho do espeto tem que ser de 28,2cm? O volume de um cubo é: Base x Altura © 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br 3 Visualizando o volume molar Sua base é comprimento x largura. Como todas as arestas (laterais), que chamaremos apenas de "a" são do mesmo tamanho teremos o volume como: a x a x a = a3 28,2cm x 28,2cm x 28,2cm = 22430 cm3 Lembrando também que 1 cm3 = 1 ml, temos que 22430cm3 = 22430mL, ou 22,4 litros, que é a mesma coisa. Por isso utilizamos 28,2 cm como o tamanho do espeto. Passo 4 Para saber mais Clapeyron foi um engenheiro e físico francês que fez contribuições significativas por volta do ano de 1830, ao que hoje conhecemos como a termodinâmica. Baseando-se nas leis experimentais de Boyle, Charles, Gay-Lussac e Avogadro, Clapeyron propôs relações entre as variáveis de estado de um gás, chegando então a já mencionada equação de Clapeyron, também conhecida como a equação de estado dos gases perfeitos (ideais): PV = nRT Vale lembrar que esse valor é válido para uma atmosfera e 273,15K. Todos nós sabemos que se um gás for comprimido seu volume diminuirá, porém a pressão não será mais de 1 atm, logo o valor do volume não será mais 22,4L. Você perceberá também uma variação deste volume, caso a temperatura não seja de 273,15K. Por exemplo, para 25°C ou 298,15K o volume de um mol de gás será de 24,4 litros. © 2013 pontociência / www.pontociencia.org.br Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) 4