A atmosfera terrestre é composta por uma mistura de gases, basicamente formada por N2 e O2 nas proporções de 78% e 21% respectivamente. Tal mistura é homogênea, como a mistura de quaisquer outros gases.
Pressão
Você já se questionou o motivo que é possível inflar um balão? Isso acontece porque o gás exerce uma pressão na superfície interna do balão.
Ao inflar a pressão interna exercida pelo gás nas paredes do balão é maior que a pressão externa, a atmosférica. O balão irá inflar até que a pressão interna seja igual a pressão externa, atingindo um equilíbrio.
Lei dos Gases
Para determinar o comportamento de um gás, são necessários quatro variáveis: i. Pressão, ii. volume, iii. temperatura e iv. quantidade de matéria. Que deram origem a Leis, que são:
1. Lei de Boyle
Você já observou que os balões meteorológicos se expandem enquanto sobem pela atmosfera?
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| Lei de Boyle |
Isso acontece porque a pressão atmosférica diminui com o aumento da altitude, o ar se torna mais rarefeito, exercendo menor pressão sobre os objetos e consequentemente com menor pressão o balão aumenta de volume.
O mesmo acontece com o aumento da pressão, o volume diminui, é o caso dos mergulhadores e submarinos. Sendo assim:
↑V ⇆ ↓P
P.V = constante
Você já parou para refletir o por quê os balões de passeio sobem quando acendem uma chama no seu interior?
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| Lei de Charles |
Isso acontece porque o ar atmosférico está mais frio que o ar que está dentro do balão, ou seja o ar atmosférico está mais denso que o ar do balão. Nesse caso, ao ser aquecido, o ar no interior do balão se expande, ocupando um volume maior e consequentemente se torna menos denso.
O mesmo acontece com o aumento da pressão, o volume diminui, é o caso dos mergulhadores e submarinos. Sendo assim:
↑V ⇆ ↑ T
V = constante . T
3. Lei de Avogadro
Avogadro observou as anotações de Gay-Lussac e propôs a Hipótese de Avogadro: "volumes iguais de gases à mesma temperatura e pressão contém a mesma quantidade de matéria".
Desta forma, chegou-se a conclusão que 1 mol de qualquer gás, à 0ºC e 1 atm ocupam um volume de 22,4L.
Mistura de Gases
Defini-se uma mistura qualquer gás que contenha mais de uma substância distinta das demais, ou seja, uma mistura gasosa é aquele que contém duas ou mais substâncias diferentes.
Ao estudar as propriedades dos gases, John Dalton elucidou a Lei das pressões parciais dos Gases":
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| Lei das Pressões Parciais dos Gases |
" A pressão total de uma mistura de gases é igual a somadas pressões parciais que cada gás exerceria se estivesse sozinho".
Como calcular a pressão parcial que cada gás exerce?
Para o cálculo da pressão parcial de uma mistura de gases é necessário saber a fração de cada gás, também conhecida como fração molar:
X₁ = N₁/NT , onde
X₁: fração molar de um gás contido na mistura;
N₁: quantidade em mols, de um gás contido na mistura;
NT : quantidade total, em mols, da mistura gasosa.
Então a pressão parcial desse gás será:
P1 = X1 . PT