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GASES
QUESTÃO 31Uma certa massa de gás perfeito que se encontra no estado1, caracterizado por p1 = 2,0 atm, V1 = 40 litros e T1 = 400 K, sofre as seguintes transformações:I. isobárica, até que sua temperatura absoluta dobre;II. a seguir, isotérmica, até que o volume ocupado se reduza à metade;III. finalmente, isocórica, até que a pressão se reduza à quarta parte.
Os valores finais da pressão, em atm, do volume, em litros e da temperatura, em K, serão, respectivamente,
a) 2,0 , 40 , 800b) 2,0 , 20 , 200c) 1,0 , 40 , 200d) 1,0 , 20 , 800e) 0,50 , 40 , 400
RESOLUÇÃO
RESPOSTA: C
V1 = 40L
T1 = 400KEstado inicial
P1 = 2 atm
V = 80L
T = 800K
P = 2 atm
ISOBÁRICA
V = 40L
T = 800K
P = 4 atm
ISOTÉRMICA
ISOCÓRICA
V = 40L
T = 200K
P = 1 atm
Estado final
QUESTÃO 32Analise as considerações a seguir, sendo R = 0,082 L.atm.K-1.mol-1
I. A pressão exercida por 24.6 L de dois mols de um gás a 27ºC é 2 atm.II. 32 g de SO2 em CNTP ocupam um volume de 11,2 L. III. O volume de vapor d’água a 27ºC e 2 atm, formado a partir de 64 g de gás oxigênio, é de 49,2 L.IV. Um mol de gás hidrogênio tem massa de dois gramas, 6,02.1023 moléculas do gás e ocupa um volume de 22,4 L em CNTP.Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I e IIb) I e IVc) III e IVd) I, II e IIIe) I, II, III e IV.
RESOLUÇÃO
I. A pressão exercida por 24,6 L de dois mols de um gás a 27ºC é 2 atm.
CORRETA
P . 24,6 = 2 . 0,082 . 300
P . V = n . R . T
P =49,224,6
= 2 atm
RESOLUÇÃO
II. 32 g de SO2 em CNTP ocupam um volume de 11,2 L.
CORRETA
Massa Molar do SO2 = 64g/mol
Na CNTP64g SO2
32g SO2
1 mol 22,4L11,2L
RESOLUÇÃO
IV. Um mol de gás hidrogênio tem massa de dois gramas, 6,02.1023 moléculas do gás e ocupa um volume de 22,4 L em CNTP.
RESPOSTA: E
Um mol de gás H2 Massa molar 2g/mol1 mol de H2 6,02.1023 moléculas
Na CNTP
Ocupa volume de 22,4L
CORRETA
QUESTÃO 33Cilindros contendo os gases hidrogênio (H2), metano (CH4),
etano (C2H6), monóxido de carbono (CO) e butano (C4H10) estão armazenados inadequadamente em local rebaixado, com pouca ventilação. No caso de haver vazamento nos cilindros, um dos perigos é o acúmulo de gás nas partes inferiores, resultando numa atmosfera explosiva e/ou pobre de oxigênio. Entre os
gases citados, qual tenderia a se acumular nas partes inferiores do local?
(Dados: massas atômicas (u): H = 1,0; C = 1 2,0; N = 14,0; O = 16,0; massa molecular média do ar = 29 - aproximadamente 20% de O e 78% de N2)
a) H2
b) CH4
c) C2H6
d) COe) C4H10
RESOLUÇÃO RESPOSTA: E
massa molar densidade
H2 MM = 2g/molCH4 MM = 16g/mol
C2H6 MM = 30g/molCO MM = 28g/mol
C4H10 MM = 58g/mol
Maior densidade
QUESTÃO 34
O estado de um gás ideal pode ser descrito por algumas de suas propriedades: quantidade de matéria
expressa em mols, pressão, volume e temperatura. Essas propriedades não são totalmente
independentes; estão relacionadas entre si de tal modo que, definindo-se três delas, a quarta torna-se
também definida.
Considere os gases reais I, II, III e IV (supostos diferentes), cujo comportamento pode ser
considerado ideal. Como exemplo, observe as propriedades do gás I: atribuindo-se valores para n1,
p1 e T1 fica determinado o valor V1.
Gás I
n1 = 1,00 mol
p1 = 1,00 atm
T1 = 273 K
V1 = 22,4L
Gás III
n3 = 2,00 mol
V3 = 22,4 L
T3 = 273 K
p3
Gás II
p2 = 1,00 atm
V2 = 44,8 L
T2 = 273 K
n2
Gás IV
n4 = 1,00 mol
p4 = 2,00 atm
V4 = 22,4 L
T4
Sobre as propriedades dos gases acima, é correto afirmar:a) A comparação dos valores referentes aos diversos gases não leva a conclusões válidas, porque se trata aqui de gases diferentes.b) p1V1 = p3V3
c) n2 = n4
d) p3 = p1
e) T4 = 546K
RESOLUÇÃO
Gás II
p2 = 1,00 atm
V2 = 44,8 L
T2 = 273 K
n21 . 44,8 = n2 . 0,082 . 273
n2 = 2 mols
P . V = n2 . R . T
RESOLUÇÃO
Gás III
n3 = 2,00 mol
V3 = 22,4 L
T3 = 273 K
p3P3 . 22,4 = 2 . 0,082 . 273
P3 2 atm
P3 . V = n . R . T
RESOLUÇÃO
Gás IV
n4 = 1,00 mol
p4 = 2,00 atm
V4 = 22,4 L
T42 . 22,4 = 1 . 0,082 . T4
T4 = 546 K
P . V = n . R . T4
RESPOSTA: E
QUESTÃO 35Sobre o estudo dos gases, analise as proposições abaixo.01) Reconhece-se a lei de Boyle, em uma transformação, desde que se tenha PV = constante, quando a temperatura e a natureza do gás forem constantes.02) Pode-se verificar que, se o gás tiver comportamento de gás ideal, seu volume molar, nas condições ambiente de temperatura e pressão, será igual a 100 litros.04) No ar atmosférico, o oxigênio é o gás que entra em maior porcentagem, em mols.08) Pode-se afirmar que a pressão parcial de um gás, numa mistura gasosa, é dada por Pparcial = x Ptotal, onde x = fração molar.16) O ar atmosférico tomar-se-á poluído quando tiver % apreciável de compostos orgânicos em fase gasosa.
RESOLUÇÃO CORRETA
01) Reconhece-se a lei de Boyle, em uma transformação, desde que se tenha PV = constante, quando a temperatura e a natureza do gás forem constantes.
Uma amostra de gás (n constante) a temperatura constante.
P = k. 1V
Em palavras: “Para uma quantidade fixa de gás ideal a uma dada temperatura constante, a
pressão e o volume são inversamente proporcionais.”
Comentário: É a lei de Boyle.
Em equação: P = n.R.TV
constante(k)
RESOLUÇÃO
02) Pode-se verificar que, se o gás tiver comportamento de gás ideal, seu volume molar, nas condições ambiente de temperatura e pressão, será igual a 100 litros.
FALSA
C.A.T.P Condições ambiente de temperatura e pressão.
T = 25ºC
P = 1 atmV = 100Ln = 1 mol
R = 0.082 atm.L.K-1.mol-1
PV = n RT
V = 1 . 0,082 . 2981
V = 24,4 Litros
RESOLUÇÃO
04) No ar atmosférico, o oxigênio é o gás que entra em maior porcentagem, em mols.
FALSA
COMPOSIÇÃO DO AR SECONOME FÓRMULA PROPORÇÃO
Nitrogênio N2 78,08%
Oxigênio O2 20,95%
Argônio Ar 0,934%
% em mol
% em mol
RESOLUÇÃO CORRETA
08) Pode-se afirmar que a pressão parcial de um gás, numa mistura gasosa, é dada por Pparcial = x Ptotal, onde x = fração molar.
PT = 10 atm
NO2 = 6 mols
NH2 = 4 mols
CÁLCULO DAS FRAÇÕES MOLARES
=XO2 =nO2
nO2 + nH2
66+4 = 6
10 = 0,6 ou 60%
=XH2 =nH2
nO2 + nH2
46+4 = 4
10 = 0,4 ou 40%
CÁLCULO DAS PRESSÕES PARCIAIS
PO2 = XO2 . PT PO2 = 0,6 . 10 = 6 atm
PH2 = XH2 . PT PO2 = 0,4 . 10 = 4 atm
RESOLUÇÃO
16) O ar atmosférico tomar-se-á poluído quando tiver % apreciável de compostos orgânicos em fase gasosa.
Hidrocarbonetos, álcoois, aldeídos, cetonas, haletos orgânicos,
aerossóis...
Compostos orgânicos em fase gasosa podem ser formados de:
CORRETA
SOMATÓRIA: 01 + 08 +16 = 25
QUESTÃO 36Em um recipiente de capacidade igual a 50 L, a uma temperatura de 300 K, são misturados 3 mols de O2, 1 mol de N2 e 2 mols de NH3. Em relação a essa mistura, é correto afirmar:01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura. 02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão.04) A pressão total da mistura é aproximadamente 3 atm. 08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio. 16) A fração molar do oxigênio é 0,5.
RESOLUÇÃO CORRETA
01) A densidade do oxigênio, em relação à do nitrogênio, é 1,14 g/cm3, estando esses gases submetidos a uma mesma pressão e temperatura.
V = 50LT = 300K
n = 3 molsO2
N2 n = 1 mol
NH3n = 2 mols
=dO2
dN2
MMO2
MMN2
=dO2
dN2
3228
=dO2
dN2
1,14g/cm3
RESOLUÇÃO
CORRETA
02) Dentre esses gases, nas mesmas condições, é a amônia que apresenta maior velocidade de difusão.
Lei de Graham
A velocidade de difusão é inversamente proporcional a raiz quadrada da densidade.
velocidade
MMN2 = 28g/mol
densidade massa molar
massa molar
massa molarMMO2 = 32g/mol
MMNH3 = 17g/mol
VNH3 > VN2 > VO2
RESOLUÇÃO
CORRETA
04) A pressão total da mistura é aproximada-mente 3 atm.
V = 50LT = 300K
n = 3 molsO2
N2
NH3
n = 1 moln = 2 mols
PV = nT.RTPV = (nO2 + nN2 + nNH3).RTP.50 = (3 + 1 + 2).0,082 . 300
P = 146,750 3 atm
RESOLUÇÃO CORRETA
08) A maior pressão parcial exercida é pelo oxigênio.
PO2 = XO2.PT1,5 atm
n = 3 mols
PT = 3 atm
O2
N2
NH3
n = 1 mol
n = 2 mols
fração molar pressão parcial
fraç
ões
mol
ares
pres
sões
pa
rcia
is
36
=PO2 = .3
PN2 = XN2.PT 0,5 atm16
=PN2 = .3
PNH3 = XNH3.PT1 atm2
6=PNH3 = .3
maior pressão parcial
XO2 =36
XN2 =16
XNH3 =26
RESOLUÇÃO CORRETA
16) A fração molar do oxigênio é 0,5.
SOMATÓRIA: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31
n = 3 mols
V = 50LT = 300K
O2
N2
NH3
n = 1 moln = 2 mols
FRAÇÃO MOLAR DO OXIGÊNIO
XO2 =nO2
nO2 + nH2 + nNH3
33 + 1 + 2
= 36
= 0,5
QUESTÃO 37Sobre gases e a atmosfera pode-se afirmar que:01) O volume molar de gás a 27oC e 2 atm de pressão é igual a 25 L/mol (Dado: R = 8,2 x 10-2 atm L K-1 mol-1).02) O nitrogênio atmosférico é matéria-prima para a produção de amônia e é obtido por destilação fracionada do ar líquido.04) Na atmosfera, o SO2 emitido na queima de combustíveis transforma-se em íons S2-(sulfeto) formando H2S que é um dos principais responsáveis pela chuva ácida, pelo efeito estufa e pelos buracos na camada de ozônio.08) A temperatura termodinâmica de um gás é inversamente proporcional à energia cinética das moléculas que o constituem.16) A quantidade de matéria presente em certo volume de gás a 1 atm e 273 K é 1,0 mol. Dobrando-se a pressão e a temperatura, a relação entre o volume e a quantidade de matéria NÃO se altera.
RESOLUÇÃO
01) O volume molar de gás a 27oC e 2 atm de pressão é igual a 25 L/mol (Dado: R = 8,2 x 10-2 atm L K-1 mol-1).
FALSA
T = 27ºC + 273 = 300kP = 2 atmn = 1 mol
PV = nRTnRT
PV = V = 1.0,082.300
2
12,3 Litros
RESOLUÇÃO
02) O nitrogênio atmosférico é matéria-prima para a produção de amônia e é obtido por destilação fracionada do ar líquido.
CORRETA
O nitrogênio é obtido por destilação fracionada. O ar é comprimido e resfriado até atingir o estado
líquido; a seguir passa por destilação fracionada.
N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)2º
1º
RESOLUÇÃO
04) Na atmosfera, o SO2 emitido na queima de combustíveis transforma-se em íons S2-(sulfeto) formando H2S que é um dos principais responsáveis pela chuva ácida, pelo efeito estufa e pelos buracos na camada de ozônio.
FALSA
S + O2 SO2
O “S” é a impureza dos combustíveis fósseis.A sua combustão produz SO2.
2SO2 + O2 2SO3
SO3 + H2O H2SO4
RESOLUÇÃO
08) A temperatura termodinâmica de um gás é inversamente proporcional à energia cinética das moléculas que o constituem.
FALSA
A temperatura é diretamente proporcional a
energia cinética.
T Ec
RESOLUÇÃO
16) A quantidade de matéria presente em certo volume de gás a 1 atm e 273 K é 1,0 mol. Dobrando-se a pressão e a temperatura, a relação entre o volume e a quantidade de matéria NÃO se altera.
CORRETA
T = 273KP = 1 atm
n = 1 mol
PV = nRT = RTP
Vn
VnV1n1
=
RTP
R2T2P
= 1A relação entre
o volume e a quantidade de matéria “n” – não se altera.
SOMATÓRIA: 01 + 02 + 04 + 08 + 16 = 31
QUESTÃO 38O gráfico representa evoluções de um gás ideal.
Analise o gráfico e marque as afirmativas corretas. Some os valores correspondentes.
8
4
2
1 2 4
P(atm)
v(l)
A
DC
B
01) A evolução AB é isocórica.
02) A evolução BC é isométrica.
04) A evolução AC é isotérmica.
08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor.
16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K.
RESOLUÇÃO
01) A evolução AB é isocórica.
CORRETA
8
4
2
P(atm)
1 2 4 v(l)
A
DC
B
Evolução isocórica
Ponto A V = 1L
Ponto B V = 1L
volume constante
RESOLUÇÃO
02) A evolução BC é isométrica.
FALSA
8
4
2
P(atm)
1 2 4 v(l)
A
D
CB
Evolução isobárica
Ponto B P = 2 atm
Ponto C P = 2 atm
pressão constante
RESOLUÇÃO04) A evolução AC é isotérmica.
CORRETA
8
4
2
P(atm)
1 2 4 v(l)
pV = 2 x 4 = 8
A
DC
B
=pV K
pV 8 x 1 = 8=
Evolução isotérmica
temperatura constante
RESOLUÇÃO
08) Durante a evolução AB, a temperatura do gás sofre redução de valor.
CORRETA
8
4
2
P(atm)
A
DC
B
=PAVATA
PBVBTB
=8 . 1200
2 . 1TB
= 4008
TB
=TB 50K
A temperatura reduz de 200K para 50K.1 2 4 v(l)
Fixamos uma temperatura para o ponto A: TA = 200K
RESOLUÇÃO
16) Se a temperatura do gás no ponto C é 300 K, a temperatura no ponto B será 75 K.
CORRETA
8
4
2
P(atm)
A
DC
B
=PBVB
TB
PCVC
TC
=2 . 1TB
2 . 4300
= 2 . 3002 . 4
TB
=TB 75K
SOMATÓRIA: 01 + 04 + 08 + 16 = 29
1 2 4 v(l)