Whatsapp icon Whatsapp

Cálculos envolvendo difusão e efusão dos gases

Para resolver cálculos envolvendo difusão e efusão dos gases, utilizamos fórmulas para massas molares, densidades dos gases e temperatura.
Uma das fórmulas utilizadas para calcular a velocidade de difusão e efusão de um gás
Uma das fórmulas utilizadas para calcular a velocidade de difusão e efusão de um gás

Para entender como realizar os cálculos envolvendo difusão e efusão dos gases, é necessário, antes de mais nada, relembrar os conceitos desses dois tipos de movimentos realizados pelas partículas de um gás:

  • Difusão: é o movimento espontâneo das partículas de um gás no sentido de se espalhar uniformemente em um recipiente ou em meio às partículas de outro gás;

  • Efusão: é o movimento espontâneo das partículas de um gás no sentido de atravessar um orifício do recipiente onde elas estão contidas.

Fórmulas para cálculos envolvendo difusão e efusão dos gases

a) Gases diferentes submetidos à mesma temperatura

Se tivermos dois gases diferentes (A e B) submetidos à mesma temperatura, a relação de suas velocidades será sempre igual à raiz quadrada da divisão do inverso de suas massas molares:

  • vA = velocidade de difusão ou efusão do gás A;

  • vB= velocidade de difusão ou efusão do gás B;

  • MA= Massa molar do gás A;

  • MB= Massa molar do gás B.

b) Lei de Graham

De acordo com os estudos realizados pelo químico Thomas Graham, quando dois gases diferentes estão submetidos à mesma temperatura, suas velocidades (vA e vB) são inversamente proporcionais à raiz quadrada de suas densidades absolutas:

  • vA = velocidade de difusão ou efusão do gás A;

  • vB = velocidade de difusão ou efusão do gás B;

  • dB = densidade do gás B;

  • dA = densidade do gás A.

c) Mesmo gás em temperaturas diferentes

Se submetermos um mesmo gás a condições de temperatura diferentes em diferentes momentos, em cada um deles, o gás apresentará diferentes velocidades, as quais serão diretamente proporcionais à raiz quadrada da divisão das temperaturas inicial e final:

  • v1 = velocidade do gás no instante inicial;

  • v2 = velocidade do gás no instante final;

  • T1 = temperatura do gás no instante inicial;

  • T2 = temperatura do gás no instante final.

    Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;)

d) Unidade de medida utilizada para a velocidade de difusão e efusão

  • Litro por minuto (L/min);

  • Quilômetro por minuto (km/min);

  • Quilômetro por hora (km/h).

Exemplos de cálculos envolvendo difusão e efusão dos gases

Exemplo 1- Um determinado gás X é adicionado a um recipiente, que está submetido a uma temperatura de 27oC. Verifica-se que sua velocidade de difusão pelo espaço do recipiente é de 4,5 km/min. Se o recipiente estivesse em uma temperatura de 47 oC, qual seria a velocidade de difusão do gás X?

Dados fornecidos pelo exercício:

T1 = 27oC;

v1 = 4,5 km/min;

T2 = 47oC.

1o Passo: Transformar a temperatura inicial para Kelvin somando-a com 273:

T1 = 27 + 273

T1 = 300 K

2o Passo: Transformar a temperatura final para Kelvin somando-a com 273:

T1 = 47 + 273

T1 = 320 K

3o Passo: Por fim, basta utilizar os valores fornecidos na expressão abaixo:

Exemplo 2- (Mackenzie-SP) A velocidade de difusão do gás hidrogênio é igual a 27 km/min, em determinadas condições de pressão e temperatura. Nas mesmas condições, a velocidade de difusão do gás oxigênio em km/h é de:

a) 4km/h

b) 108km/h

c) 405km/h

d) 240km/h

e) 960km/h

Dados fornecidos pelo exercício:

vH2= 27 km/min

vO2= ?

1o Passo: Determinar a massa molar do H2 multiplicando a quantidade de átomos (2) pela massa molar de cada hidrogênio.

MH2 = 2.1

MH2 = 2 g/mol

2o Passo: Determinar a massa molar do O2 multiplicando a quantidade de átomos (2) pela massa molar de cada oxigênio.

MO2 = 2.16

MO2 = 3 g/mol

3o Passo: Transformar a velocidade do H2 de km/min para km/h apenas multiplicando por 60:

vH2 = 27.60

vH2= 1620 km/h

4o Passo: Por fim, basta utilizar os valores fornecidos na expressão abaixo:

Publicado por Diogo Lopes Dias
Assista às nossas videoaulas

Artigos Relacionados

Homens aquecendo o ar para que balão de competição suba
Densidade Absoluta dos Gases
Aprenda a calcular a densidade absoluta dos gases e entenda por que os balões de competições conseguem subir através do ar.
Qual é a densidade relativa entre o gás hélio e o ar?
Densidade Relativa dos Gases
Entenda o que é densidade relativa dos gases e veja a dedução de três fórmulas que podem ser usadas para calcular essa grandeza.
Os gases expelidos pela chaminé industrial dispersam-se no ar, isso é um exemplo de difusão
Difusão e Efusão dos Gases
Conheça o que é a difusão e a efusão dos gases, fenômenos que explicam muitas situações do cotidiano.
Gases se apresentam como moléculas ou átomos isolados.
Estudo do comportamento dos gases
Reação dos gases ao aumento de temperatura e pressão.
A Terra é envolvida por uma camada de gases.
Gases
Gases, volume fixo, grau de agitação das partículas, energia cinética, camada de ar atmosférico, gás nitrogênio, gás oxigênio, gases nobres, temperatura, volume, pressão atmosférica, regiões de baixa altitude, variáveis de estado de um gás.
Gás Hélio: gás perfeito em balões flutuantes.
Gás perfeito
A energia cinética é diretamente proporcional à temperatura.
Químico escocês Thomas Graham (1805-1869)*
Lei de Graham
Conheça a Lei de Graham sobre a velocidade de difusão e efusão dos gases e veja como solucionar exercícios sobre esse conteúdo.
video icon
Geografia
Ucrânia
Assista à videoaula e conheça as principais características geográficas e históricas da Ucrânia. Saiba quais são os pontos mais importantes para entender esse país.

Outras matérias

Biologia
Matemática
Geografia
Física
Vídeos
video icon
Sigmund Freud
Filosofia
Sigmund Freud
Nessa videoaula você conhecerá mais sobre a vida e estudos do "pai" da psicanálise.
video icon
Thumb Brasil Escola
Literatura
Realismo fantástico
Trazemos uma análise sobre realismo fantástico. Assista já!
video icon
Thumb Brasil Escola
Química
Funções orgânicas
Tire um tempo para entender melhor o que são as amidas