O que são as condições normais de temperatura e pressão (CNTP)?

A sigla condições normais de temperatura e pressão (CNTP) existe para definir problemas que envolvem as variações dos gases, a partir de duas grandezas, a temperatura e a pressão. Assim, foram estabelecidas para que estudiosos pudessem definir e estudar o volume de uma substância gasosa.

Antes de mais nada, a temperatura e a pressão são duas grandezas importantíssimas para o estudo dos gases. A pressão é definida pela Física, como a razão estabelecida entre a força que um corpo exerce em uma área qualquer.

Por outro lado, a temperatura tem relação com o grau de agitação de partículas que formam um corpo, sendo elas as moléculas ou os átomos, por exemplo.

Nesse sentido, a influência exercida por essas duas grandezas é tão grande, que seria impensável tentarmos determinar o volume dos gases sem saber primeiro sobre as condições normais de temperatura e pressão.

CNTP – Valores de temperatura e pressão

Por convenção, os valores estabelecidos para as condições normais de temperatura e pressão equivalem a:

T = 0° C ou 273,15 K

P = 1 atm ou 101325 Pa

Nesse sentido, um gás está nas condições normais de temperatura e pressão quando a temperatura é O° C ou 273°,15 K e a pressão é equivalente a 1 atm, ou 760 mmHg, ou 101.325 Pa.

Assim, um mol qualquer de um gás tem 22,4 L de volume, valor padrão para o volume molar. Na prática, esse valor equivale a 11 garrafas PET de 2 litros cheias. Todavia, outros termos servem para a indicação das condições dos gases, como V₀, P₀ e T₀.

A princípio, mesmo ainda sendo usados, esses valores foram modificados pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada):

T = 0° C ou 273,15 K

P = 100000 Pa ou 1 bar

Essa mudança foi feita para simplificação de cálculos e pela dificuldade encontrada por pesquisadores em definirem o valor exato de 1 atm ao nível do mar.

Equação de estado de um gás

A princípio, o comportamento dos gases é conhecido a partir de três grandezas variáveis, como o volume (representado pela letra V), a pressão (P) e a temperatura (T). Todavia, esta equação é também conhecida como equação de Clapeyron, onde:

p . V = n . R . T

Nesse sentido, temos a relação entre volume (V), pressão (p), número de moléculas (n), constante universal dos gases (R) e temperatura (T). Contudo, o valor para a constante universal dos gases pode corresponder a 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 ).

CNTP – Volume molar

Todavia, levando em consideração as condições normais de temperatura e pressão (CNTP), o volume molar, ou o volume ocupado por um mol de gás, foi definido a partir da equação de Clapeyron:

P x V = n x R X T

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

V = 22, 4 L/mol (CNTP)

Constante dos gases

Dentro das condições de temperatura e pressão (CNTP) e levando em conta a equação de estado dos gases, apresentada anteriormente, pode-se considerar que a relação entre pressão, volume e temperatura sempre apresentará um valor constante:

R = P x VT = 1 atm x 22, 4 L/mol 237 K

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

Ou:

R = 760 mmHg x 22, 4 L/mol 237 K

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

Ou:

R = 101,325 kPa x 22,4 L/mol 237 K

R= 8,31 kPa x L x mol^-1  x K^-1

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Fontes: Info Escola, Quero Bolsa, Cola da Web

Imagens: Estácio, Questão dos Vestibulares, Manual da Química