Você está aqui
  1. Mundo Educação
  2. Química
  3. Gases
  4. Leis de Gay-Lussac

Leis de Gay-Lussac

As leis de Gay-Lussac aplicam-se tanto no comportamento físico (transformação isocórica) quanto no comportamento químico (lei das proporções volumétricas) dos gases.

Joseph Louis Gay-Lussac foi um físico-químico francês que, por volta do ano de 1808, começou a realizar trabalhos de pesquisa sobre a atmosfera superior por meio do uso de balões para estudar as propriedades e o comportamento dos gases.

Além do seu trabalho com os gases, Gay-Lussac também realizou experimentos sobre a eletrólise da água, com os quais acreditava ter descoberto a composição da água. Com todos esses trabalhos, esse cientista pôde propor leis, as quais levam seu nome, ou seja, leis de Gay-Lussac.

→ 1ª Lei de Gay-Lussac (Lei das Proporções Volumétricas Constantes)

A primeira lei de Gay-Lussac está relacionada com o estudo do volume dos participantes gasosos de uma reação química. Nesse estudo, o cientista realizava reações químicas nas quais tanto os reagentes quanto os produtos eram gases.

Além de trabalhar apenas com gases nas reações, Gay-Lussac realizava-as sempre mantendo a pressão e temperatura constantes. Assim, ele enunciou uma lei que foi denominada de Lei das proporções volumétricas constantes, a saber:

‘’Os volumes de substâncias gasosas que reagem e são produzidas em uma reação química, realizada com temperatura e pressão constantes, obedecem entre si a uma relação de números inteiros.’’

Veja a reação de síntese da água (H2O) a partir do gás hidrogênio (H2) e do gás oxigênio (O2):

2H2 + 1O2 → 2H2O

Na equação, temos que dois volumes de hidrogênio reagem com 1 volume de oxigênio, formando 2 volumes de água. Esses volumes são os próprios coeficientes da equação. Assim, a quantidade de gás oxigênio utilizada deve ser sempre a metade da quantidade de gás hidrogênio, ou seja, se utilizarmos 10 litros de gás hidrogênio, utilizaremos cinco litros de gás oxigênio, formando necessariamente 10 litros de água.

2ª Lei de Gay-Lussac (Lei das Transformações Isocóricas)

A segunda lei de Gay-Lussac, que é denominada de transformação isocórica ou transformação isovolumétrica, está relacionada com o comportamento dos gases quando submetidos a um volume constante. A elaboração dessa lei contou com a participação do cientista francês Jacques Alexandre Cesar Charles.

De acordo com Lussac, quando um gás é colocado em um recipiente a um volume constante, verifica-se que, se uma pressão for exercida sobre esse gás, ocorrerá um aumento proporcional da temperatura absoluta desse gás.

De forma geral, segundo a lei de Gay-Lussac, pressão e temperatura de um gás sempre serão diretamente proporcionais, desde que o volume seja constante. Assim, aumentando a pressão, aumenta-se a temperatura; diminuindo a pressão, diminui-se a temperatura.

Essa lei de Gay-Lussac pode ser empregada pela relação matemática a seguir:

P = 
      T

A partir dessa questão, podemos afirmar que a pressão de um gás dividida pela temperatura do gás será sempre igual a uma constante. Por isso, podemos determinar a pressão inicial (Pi) ou final (Pf) ou temperatura inicial (Ti) e final (Tf) a que um gás está sendo submetido a partir desta relação matemática:

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

 Pi = Pf 
 Ti    Tf 

Exemplo de aplicação: (Med. Pouso Alegre-MG) Ao sair de viagem, o motorista calibrou os pneus do seu veículo colocando no seu interior 2 atm de pressão, em um dia quente, a 27°C. Ao chegar ao destino, mediu novamente a pressão dos pneus e encontrou 2,2 atm. Considerando-se desprezível a variação do volume, a temperatura do pneu, ao final da viagem, era de quantos graus Celsius?

Resolução:

  • Pressão inicial → 2 atm

  • Temperatura inicial → 27 oC + 273 = 300 K

  • Pressão final → 2,2 atm

  • Temperatura final → ?

Substituindo na expressão:

 Pi = Pf 
 Ti    Tf 

  2  = 2,2 
300    Tf  

2.Tf = 300.2,2

2.Tf = 660

Tf = 660 
     2

Tf → 330K – 273 = 57oC

OBS.: Como na transformação isovolumétrica a pressão é diretamente proporcional à temperatura, o gráfico que ilustra essa transformação apresenta uma reta, como no modelo a seguir:

Gráfico de uma transformação isocórica
Gráfico de uma transformação isocórica

3ª Lei de Gay-Lussac (Lei das transformações isobáricas)

A terceira lei de Gay-Lussac, a qual também contou com a participação do cientista francês Jacques Alexandre Cesar Charles, é denominada de transformação isobárica. Ela está relacionada com o comportamento dos gases quando submetidos a uma pressão constante.

De acordo com Lussac, quando um gás é colocado em um recipiente a uma pressão constante, verifica-se que, se o volume for modificado, ocorrerá um aumento proporcional da temperatura absoluta desse gás.

De forma geral, segundo a lei de Gay-Lussac, volume e temperatura de um gás sempre serão diretamente proporcionais, desde que a pressão seja constante. Assim, aumentando o volume, aumenta-se a temperatura; diminuindo o volume, diminui-se a temperatura.

Essa lei de Gay-Lussac pode ser empregada pela relação matemática abaixo:

K =
     T

A partir dessa relação, podemos afirmar que o volume de um gás dividido pela temperatura do gás será sempre igual a uma constante. Por isso, podemos determinar o volume inicial (Vi) ou final (Vf) ou temperatura inicial (Ti) e final (Tf) a que um gás está sendo submetido a partir desta relação matemática:

 Vi = Vf 
 Ti    Tf 

OBS.: O gráfico da transformação isobárica é semelhante ao gráfico da transformação isocórica, demonstrado no item 2, já que ambas as transformações apresentam variáveis diretamente proporcionais.

Representação esquemática da primeira lei de Gay-Lussac
Representação esquemática da primeira lei de Gay-Lussac
Publicado por: Diogo Lopes Dias

Assuntos Relacionados