Visualizando o Volume Molar

por Alfredo Mateus 17/08/2023

escrito por Alfredo Mateus 17/08/2023

O volume molar é um conceito abordado no estudo da estequiometria e do mol. É o volume que 1 mol de qualquer gás ocupa em uma determinada condição de pressão e temperatura. Quando a temperatura é 0^oC (273K) e a pressão é de 1 atmosfera (condições normais de temperatura e pressão, ou CNTP), este volume é de 22,4 litros. A IUPAC tem orientado para se usar condições um pouco diferentes, mudando o valor da pressão de 1 atmosfera para 100.000 pascal. Como 1 atm é 101.325 Pa, nessas novas condições (chamadas Condições Padrão de Pressão e Temperatura) a pressão é um pouco menor e o volume molar fica ligeiramente maior, 22,7 litros.

Independente do valor, é interessante conseguir visualizar esse volume e para isso montamos um cubo com o volume molar de um gás como um recurso para uso em sala de aula.

Faça o seu

Para montar o cubo, usamos canudinhos de plástico e peças feitas com o auxílio da impressão 3D. Usamos canudinhos mais rígidos, com um diâmetro interno de 4,4 mm. Como o comprimento dos canudinhos era menor que o necessário para a aresta do cubo, fizemos um conector que liga dois pedaços iguais do canudinho.

Assim, cortamos os canudos em pedaços de 13,5 cm. Imprimimos as peças em PLA, com a altura de camada de 0,2 mm.

Você pode fazer o download gratuito dos modelos 3D para imprimir as peças no Thingiverse.

Com as peças e os pedaços de canudo em mão, só temos que montar o cubo. Conectamos os pedaços cortados de canudo com os conectores de plástico, formando as arestas com o comprimento correto (28,7 cm). Juntamos as arestas com as peças de canto do cubo.

Usando em sala de aula

Este recurso pode ser utilizado de diversas maneiras em sala de aula. Uma possível maneira seria pedir para os alunos calcularem a aresta de um cubo com o volume molar. Para um cubo de lado a, o seu volume será a área da base (a²) multiplicada pela altura (a), ou seja, a³). Considerando o volume molar como 22,7 litros, e sabendo que 1 mL equivale a 1 cm³, podemos escrever esse volume como sendo de 22.700 cm³. Fazendo a raiz cúbica de 22.700, obtemos a resposta: 28,3 cm. Você pode mostrar o cubo após eles terem feito esse cálculo. Outra possibilidade é mostrar dois cubos lado a lado, e falar que se um deles estivesse cheio de um gás como hidrogênio (H₂) e o outro estivesse cheio de outro gás, como oxigênio (O₂), como eles estão na mesma pressão e na mesma temperatura, eles teriam o mesmo número de moléculas dentro daquele volume.

Finalmentes

Ter um apoio visual e que pode ser manipulado para trabalhar determinados conceitos pode ser muito importante, pois torna essas ideias menos abstratas.

Gostou deste recurso? Você sabia que professores de Belo Horizonte podem pegar recursos e kits de experimentos como este emprestados, sem nenhum custo? Entre em contato conosco e saiba mais.

Alfredo Mateus

Professor de Química do Colégio Técnico da UFMG

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1 comentário

Núuuuuuumero de Avogadro – XCiência 14/08/2024 - 9:00 am

[…] Visualizando o Volume Molar – um cubo com o volume de 1 mol de qualquer gás nas CNTP. […]

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