Densidade dos gases

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ

PRÁTICA 01 – DENSIDADE DOS GASES

CURITIBA
2015

Introdução

A densidade absoluta ou massa específica de um gás é a relação entre a massa e o volume do gás, nas condições de pressão e temperatura consideradas. É uma grandeza que pode ser calculada através da relação entre a massa e o volume do corpo. Isso também se aplica ao caso dos gases:

A unidade de densidade dos gases costuma ser g/L.
Se quisermos calcular a densidade absoluta para qualquer gás, podemos usar outra fórmula que encontramos por meio da equação de estado dos gases:

onde p é a pressão, V o volume, n o número de mols, T a temperatura em Kelvin e R a constante universal dos gases cujo valor é 8,314 J/mol.K.
O número de mols pode ser calculado pela relação , onde M é a massa molar da molécula. Substituindo n na equação de estado dos gases, temos:

Como a densidade é a massa sobre o volume, demonstrado acima, então temos:

Apesar de o gás ideal não existir, em situações de baixas pressões e altas temperaturas, quase todos os gases podem apresentar comportamento de gás ideal.
Há uma grandeza chamada fator de compressibilidade (z) que podemos expressar por . Para os gases ideais, z deve ser igual a 1 sob qualquer condição de temperatura, volume ou pressão. Porém, observou-se experimentalmente que z desvia-se consideravelmente de 1 sob pressões mais altas e temperaturas mais baixas.
Em função disso, Van der Waals formulou sua equação, em 1873, a partir de dados obtidos experimentalmente, que pode ser representada por: onde p é a pressão do gás, Vm é o volume molar do gás, R é a constante universal dos gases e T é a temperatura absoluta em Kelvin, a é a medida da atração entre as partículas e b está ligado ao raio atômico da partícula. As constantes a e b são empíricas.

Objetivo

O objetivo desse experimento é calcular a densidade do gás hidrogênio formado no interior da proveta e compará-la com a densidade de um gás ideal.

Procedimento