Planejativo

Variáveis de estado e Transformações gasosas

Modelos atômicos

Distribuição eletrônica

Números quânticos

Classificação periódica

Propriedades periódicas

Ligações químicas

Geometria molecular

Hibridização de orbitais

Forças intermoleculares

Radioatividade

Propriedades da matéria

Substâncias puras e misturas

Materiais de laboratório

Tratamento da água e do esgoto

Estudo dos ácidos

Estudo das bases

Potencial hidrogeniônico (pH) e Indicadores ácido-base

Estudo dos sais

Estudo dos óxidos

Ácidos, bases, sais e óxidos importantes

Reações inorgânicas

Grandezas químicas

Fórmulas químicas

Balanceamento de reações

Cálculo estequiométrico

Reagente limitante ou em excesso

Densidade, Efusão e Difusão de gases

Poluição ambiental, Efeito estufa e Chuvas ácidas

Mistura dos gases

Polaridade das ligações e das moléculas

Separação de misturas

Pureza e Rendimento

Leis ponderais

Alguns pontos-chave dessa matéria para o ENEM que devem ser levados em conta ao estudarmos são:

 do estudo das variáveis e transformações gasosas. Fonte: Gabriel Cabral.

A área da química que estuda os gases é chamada de "Química dos Gases" ou "Físico-Química". Um gás perfeito, também conhecido como gás ideal, é um modelo teórico que descreve o comportamento dos gases em condições ideais, simplificando as interações entre as partículas. Nesse modelo, considera-se que as partículas do gás não têm volume próprio e não exercem forças umas sobre as outras, exceto durante colisões elásticas.

Para começar nossos estudos, iremos abordar as variáveis de estado de um gás e as transformações gasosas. As variáveis de estado incluem pressão (P), volume (V), temperatura (T) e quantidade de gás em mols (n). Estas variáveis são fundamentais para entender e prever o comportamento dos gases nas diferentes condições a que podem ser submetidos.

As transformações gasosas ocorrem quando uma ou mais dessas variáveis de estado são alteradas. Entre as transformações gasosas mais estudadas, temos a transformação isotérmica (temperatura constante), a transformação isobárica (pressão constante) e a transformação isocórica (volume constante).

As variáveis de estado de um gás são fundamentais para descrever e prever o comportamento dos gases. Elas incluem:

Além dessas variáveis de estado, também temos a constante K:

A relação entre as variáveis de estado de um gás ideal e a constante dos gases é expressa pela equação geral dos gases, que é dada por:

A equação geral também pode ser escrita como

Onde P é a pressão, V é o volume, n é a quantidade de gás em mols, R é a constante dos gases e T é a temperatura em Kelvin. Essa equação é aplicável para um gás ideal e pode ser adaptada para descrever o comportamento de gases reais em muitas situações.

Além disso, as relações constantes (K) entre cada uma das variáveis podem ser escritas como

As três transformações gasosas, também conhecidas como leis dos gases, descrevem o comportamento de um gás ideal quando uma ou duas de suas variáveis de estado (pressão, volume e temperatura) são mantidas constantes. São elas:

Essas leis aplicam-se a gases ideais e são uma aproximação útil para descrever o comportamento de gases reais em muitas condições.

Vemos, no mapa mental, cada um dos três tipos de transformações gasosas e seus gráficos. Fonte: 

As representações gráficas das transformações gasosas ajudam a visualizar o comportamento dos gases em diferentes situações. Vamos analisar os gráficos de cada uma das transformações:

Em cada um desses gráficos, a inclinação das curvas e retas varia de acordo com a quantidade de gás e a constante específica do gás em questão. Essas representações gráficas são úteis para entender como as variáveis de estado dos gases se relacionam entre si e como elas afetam o comportamento geral dos gases.

O volume molar dos gases é o volume ocupado por um mol de um gás nas mesmas condições de temperatura e pressão. Essa quantidade é importante para entender as relações entre a quantidade de substância em mols e o volume ocupado por um gás.

Existem duas condições padrão comumente utilizadas para comparar o comportamento dos gases e realizar cálculos envolvendo volume molar:

É importante lembrar que esses valores de volume molar são aproximados e se aplicam a gases ideais, que obedecem às leis dos gases perfeitos. Gases reais podem ter volumes molares diferentes devido às interações entre suas partículas e possíveis desvios do comportamento ideal.

Ao trabalhar com problemas envolvendo gases, é fundamental considerar as condições de temperatura e pressão especificadas (CNTP, CATP ou outras) e usar o volume molar apropriado para realizar os cálculos corretamente.