Um atm, ou atmosfera, é uma unidade de pressão do gás. Um atm é a pressão atmosférica ao nível do mar, que, em outras unidades, é de 14,7 libras por polegada quadrada, 101325 Pascal, 1,01325 bar ou 1013,25 milibares. A Lei do Gás Ideal permite relacionar a pressão de um gás dentro de um recipiente ao número de moles de gás, desde que você mantenha a temperatura e o volume constantes. De acordo com a Lei do Gás Ideal, 1 mol de um gás que ocupa um volume de 22,4 litros a 273 graus Kelvin (0 graus Celsius ou 32 graus Fahrenheit) exerce uma pressão igual a 1 ATM. Essas condições são conhecidas como temperatura e pressão padrão (STP).
TL; DR (muito longo; Não li)
Use a Lei do Gás Ideal para relacionar a pressão (P) de um gás em um recipiente a uma temperatura constante (T) ao número de moles (n) de gás.
A Lei do Gás Ideal
A Lei do Gás Ideal relaciona a pressão do gás (P) e o volume (V) ao número de moles do gás (n) e à temperatura (T) do gás em graus Kelvin. Na forma matemática, essa relação é:
PV = nRT
R é uma constante conhecida como constante de gás ideal. Quando você mede a pressão em atmosferas, o valor de R é 0,082057 L atm mol-1K-1 ou 8,3145 m3 Pa mol-1K-1 (onde [L] significa litros).
Essa relação é tecnicamente válida apenas para um gás ideal, que é aquele que possui partículas perfeitamente elásticas sem extensão espacial. Nenhum gás real atende a essas condições, mas em STP, a maioria dos gases chega perto o suficiente para tornar a relação aplicável.
Relacionando Pressão com Moles de Gás
Você pode reorganizar a equação do gás ideal para isolar a pressão ou o número de moles em um lado do sinal de igual. Torna-se qualquer um
P = \ frac {nRT} {V} \ text {ou} n = \ frac {PV} {RT}
Se você mantiver a temperatura e o volume constantes, ambas as equações fornecem uma proporcionalidade direta:
P = Cn \ text {e} n = \ frac {P} {C}, \ text {onde} C = \ frac {RT} {V}
Para calcular C, você pode medir o volume em litros ou metros cúbicos, desde que se lembre de usar o valor de R que seja compatível com sua escolha. Ao usar a Lei dos Gases Ideais, sempre expresse a temperatura em graus Kelvin. Converta de graus Celsius adicionando 273,15. Para converter em Kelvin de Fahrenheit, subtraia 32 da temperatura em Fahrenheit, multiplique por 5/9 e some 273,15.
Exemplo
A pressão do gás argônio dentro de uma lâmpada de 0,5 litro é de 3,2 ATM quando a lâmpada está desligada e a temperatura ambiente é de 25 graus Celsius. Quantos mols de argônio há no bulbo?
Comece calculando a constante C, onde R = 0,082 L atm mol-1K-1. Lembre-se de que 25 graus Celsius = 298,15 K.
C = \ frac {RT} {V} = \ frac {0,082 \ vezes 298,15} {0,5} = 48,9 \ text {atm mol} ^ {- 1}
Insira esse valor na equação para n, e o número de mols de gás é:
n = \ frac {P} {C} = \ frac {3,2} {48,9} = 0,065 \ text {moles}