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Química

CNTP - Condições Normais de Temperatura e Pressão

Sara Nahra
Publicado por Sara Nahra
Última atualização: 5/11/2018

Introdução

Em diversos problemas envolvendo substâncias gasosas, é mencionada a sigla CNTP, que quer dizer Condições Normais de Temperatura e Pressão. As comparações das propriedades dos gases são feitas a partir de referências conhecidas como condições normais, sendo que:

  • A pressãonormal equivale a 1 atm, que é igual a 760 mmHg, que é aproximadamente igual a 100 kPa.
  • A temperaturanormal equivale a 0°C, que é igual a 273 K.

Aplicando esses valores de CNTP na equação de estado dos gases, pode-se calcular o volume molar e a constante dos gases (R).

Equação de Estado de um Gás

O comportamento físico de um gás não depende de sua composição química, mas de três variáveis: o volume (V), a pressão (P) e a temperatura (T).

A equação de estado de um gás ideal, também conhecida como equação de Clapeyron, é:

P x V = n x R x T

Sendo que:

  • V é o volume que um gás ocupa e corresponde ao volume do recipiente no qual se encontra. As unidades de volume estão relacionadas a seguir: 1 L = 10-3 m³ = 1000 cm³ = 1 dm³ = 1000 mL
  • P é a pressão exercida por um gás contido em um recipiente fechado e resulta dos choques entre as partículas desse gás contra as paredes internas do recipiente. As unidades de pressão estão relacionadas a seguir: 1 atm = 760 mmHg = 760 torr = 101,325 kPa ~ 105 Pa = 1,0 bar
  • T é a temperatura absoluta do gás e está relacionada com o grau de agitação das partículas. Na equação de estado dos gases, a escala de temperatura usada é a Kelvin, também chamada de escala absoluta. Podemos converter a temperatura de graus Celsius para Kelvin através da seguinte expressão: TK = T°C + 273
  • n é o número de moléculas (em mol) do gás contido em um recipiente e pode ser calculado pela relação entre a massa (m, em gramas) e a massa molar (MM, em g/mol), conforme a seguinte expressão: \(n = {m \over MM}\). De acordo com o princípio de Avogadro, volumes iguais de qualquer gás que estejam nas mesmas condições de pressão e temperatura contêm o mesmo número de moléculas.
  • Na CNTP, R é a constante universal dos gases e seus principais valores podem ser: 0,082 (atm x L x mol-1 x K-1) ou 62,3 (mmHg x L x mol-1 x K-1) ou 8,31 (kPa x L x mol-1 x K-1)

Volume Molar

O volume molar é o volume ocupado por um mol de gás. O volume ocupado por um gás é diretamente proporcional ao número de mol (n) e é o mesmo para todos os gases sob condições idênticas de temperatura e pressão.

O volume molar foi determinado experimentalmente considerando-se as condições normais de temperatura e pressão (CNTP), ou seja, à temperatura de 273 K e pressão de 1 atm. Esses valores foram aplicados na equação de estado dos gases (ou equação de Clapeyron):

P x V = n x R x T

1 atm x Vmolar = 1 mol x 0,082 (atm x L x mol-1 x K-1) x 273 K

Vmolar = 22,4 L/mol nas CNTP

Constante dos Gases (R)

A partir da equação de estado dos gases, e considerando uma massa fixa de gás, concluímos que a relação PV/T sempre apresentará um valor constante, que dependerá do número de mol do gás. Quando o número de mol for igual a 1, teremos:

$$R = {P x V \over T}.$$

Assim, podemos calcular o valor da constante dos gases (R) usando a equação acima e considerando as CNTP:

$$R = {1 atm x 22,4 L/mol \over 237 K}.$$

R = 0,082 atm x L x mol-1 x K-1

ou

$$R = {760 mmHg x 22,4 L/mol \over 237 K}.$$

R = 62,3 mmHg x L x mol-1 x K-1

ou

$$R = {101,325 kPa x 22,4 L/mol \over 237 K}.$$

R = 8,31 kPa x L x mol-1 x K-1


Exercícios

Exercício 1
(Unesp)

Sabendo-se que o volume molar de um gás nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) é igual a 22,4 L e que R = 0,082 atm ∙ L ∙ K–1 ∙ mol–1, o maior número de moléculas está contido em 1,0 L de:

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