De acordo com a teoria cinética sabemos que as
partículas gasosas estão em movimento contínuo e muito rápido. Esse movimento faz
com que dois ou mais gases se misturem rapidamente, dando sempre origem a uma
mistura homogênea. Esse fato pode ser constatado dispondo-se de dois balões de
vidro, ligados entre si por uma comunicação provida de uma válvula; colocamos
num dos balões um gás ou vapor colorido (por exemplo: NO2 ou vapor
de bromo) e deixamos no outro balão simplesmente ar (mistura de N2,
O2 e outros gases). Abrindo-se a válvula, podemos ver o gás colorido
“caminhando” através do ar e se misturando com ele, esse movimento é chamado de
difusão gasosa.
Denomina-se difusão o movimento espontâneo das
partículas de um gás de se espalharem uniformemente em meio às partículas de um
outro gás, ou então de atravessarem uma parede porosa.
É o que ocorre, por exemplo, quando uma mulher
usando perfume entra em um ambiente fechado. Em pouco tempo o perfume se espalha
por todo o ambiente.
Já a efusão podemos considerar como caso
particular de difusão, refere-se ao movimento espontâneo das partículas de um
gás contido num recipiente no sentido de escaparem por um pequeno orifício para
um ambiente externo de pressão mais baixa.
É o que ocorre, por exemplo, quando estamos tentando
encher um balão (bexiga) de aniversário e ela escapa de nossas mãos.
O movimente das partículas de um gás em
qualquer situação está relacionada à energia cinética média das partículas, que
é diretamente proporcional à temperatura termodinâmica do gás, ou seja, quanto
maior a temperatura do gás, mais rápido será o movimento das moléculas.
Em 1892, o cientista Thomas Graham, estudando o
“vazamento” dos gases através de pequenos orifícios (ou paredes porosas),
enunciou: “em condições idênticas, as velocidades de efusão de dois gases são inversamente
proporcionais às raízes quadradas de suas densidades absolutas”. Ou ainda, que “a
velocidade de difusão e de efusão de um gás é inversamente proporcional à raiz
quadrada de sua densidade”.
Matematicamente, temos:
Isso quer dizer que quanto menos denso for o
gás, maior será sua velocidade de difusão e efusão. É claro que essa relação se
dá a partir da constatação de que ambos os gases estão em uma mesma temperatura
e pressão, o que nos leva à outra conclusão: nessas condições, as relações
entre as densidades de dois gases são iguais à relação entre as suas massas
molares.
Agora, sabendo que d = PM/RT e substituindo d1
e d2 na fórmula anterior, chegamos a:
Nessa fórmula, a velocidade de efusão dos gases
é medida em unidades de volume que escapa por unidade de tempo”; em geral é
expressa em litros por minuto.
Podemos notar que a massa molar do gás também
interfere na sua velocidade, pois quanto menor for essa massa molar de uma
substância gasosa, mais fácil será para o gás realizar a difusão ou a efusão, mais
rapidamente ela tenderá a se dispersar pelo ambiente e vice-versa.
Por exemplo, se dois frascos forem abertos ao
mesmo tempo, sendo que um contém vinagre (ácido acético, C2H4O2)
e o outro contém detergente amoniacal (libera amônia gasosa, NH3), o
cheiro que vamos sentir primeiro será o da amônia, porque a sua massa molar é
menor que a do ácido acético.
O fenômeno da difusão gasosa é o que mantém a
composição da atmosfera aproximadamente constante.
Esperamos ter ajudado em sua pesquisa, amigo
leitor! Nos ajude também a divulgar este espaço, através das redes sociais e em
sua escola, obrigado!
Um mol de abraços, caro leitor!
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