Gases. 4. Pressão. 1. Fases de agregação. 2.2 Fator de compressibilidade (Z)

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1 Gases 1. Fases de agregação O grau de organização das oléculas que fora a atéria varia desde uito organizado (fase sólida), passando por u grau de organização interediário (fase líquida) até u alto grau de desorganização (fase gasosa). O estado ais siples da atéria é u gás, ua fora da atéria que enche qualquer recipiente que a contenha. Estudareos prieiro os gases puros e a seguir vereos que as esas idéias e equações se aplica a isturas de gases. 1.1 Gases (perfeito) Deveos iaginar u gás coo u conjunto de oléculas (ou átoos) e oviento peranente e aleatório, co velocidades que auenta quando a teperatura se eleva. or isso define-se para as partículas de u gás ua velocidade édia e ua energia cinética édia (Ec). Essa energia cinética édia é diretaente proporcional à teperatura absoluta do gás: 4. ressão 4.1 Experiência de orricelli ssi coo a água ou qualquer outro fluido na superfície da erra, o ar sofre a ação do capo gravitacional e exerce pressão sobre os corpos junto à superfície terrestre. É a pressão atosférica. edida da pressão atosférica foi realizada pela prieira vez e 1643 pelo físico italiano Evangelista orricelli. ara isso, orricelli encheu co ercúrio u tubo de vidro de pouco ais de 1 de copriento. apou a extreidade aberta e a eborcou nua cuba tabé co ercúrio. Destapando o tubo, verificou que o ercúrio havia descido até atingir o equilíbrio na altura h 76c. eja a figura a seguir. Ec K (K é ua constante de proporcionalidade). ropriedades gasosas.1 Copressibilidade copressibilidade garante que o volue ocupado por certa quantidade de gás possa diinuir se ela for subetida à ação de forças externas. E pressões elevadas, quando as oléculas estão uito próxias uas das outras, as forças repulsivas doina e o gás é enos copressível que u gás perfeito, e virtude da ação que tende a afastar as oléculas.. Fator de copressibilidade (Z) O fator de copressibilidade (Z) de u gás é a razão entre o volue olar do gás () e o volue olar de u gás perfeito ( o ) nas esas pressão e teperatura:.3 Elasticidade Z o elasticidade garante que se o gás for copriido pela ação de forças externas ele retornará ao volue inicial assi que essa força deixar de agir. orricelli concluiu corretaente que essa coluna de ercúrio era equilibrada pela pressão atosférica que atuava na superfície livre da cuba, ao nível do ar, onde realizou o experiento. Esse conjunto experiental chaado barôetro tornou-se instruento de edida da pressão atosférica. Durante uito tepo a edida da pressão atosférica e, por extensão, da pressão de gases e recipientes fechados, foi feita co unidades práticas, alguas ainda e uso. Ua delas é o torr, igual a 1Hg, outra é a atosfera, cujo síbolo é at. O valor de 1at é 760,0 torr, por definição. Essas unidades tende a ser substituídas pela unidade de pressão do SI, pascal (a), definida a partir da razão N/. Coo não há relação direta entre as definições do pascal e das unidades práticas, torr e atosfera, originadas da edida da pressão atosférica co o barôetro de ercúrio, a relação entre elas só pode ser obtida pelo cálculo do valor da pressão atosférica. ara isso, consideraos pontos do ercúrio no eso nível: o ponto 1 na superfície da cuba e o ponto no interior do tubo. ri Duque de Caxias ri Washington Soares ri ldeota Da 5ª Série ao ré-estibular Sede Hildete de Sá Cavalcante (da Educação Infantil ao ré-estibular) Rua Monsenhor Catão, 1655 v. Duque de Caxias, Centro - Fone: (85) v. Washington Soares, Edson Queiroz - Fone: (85) (Início das ulas: 007) (raça do Caro) Clubinho do ri - v. Edílson rasil Soares, 55 - Fone:(85)

2 CURSO QUN Os pontos 1 e são pontos do eso líquido e repouso e estão à esa altura, logo estão à esa pressão. Coo o ercúrio está e repouso, esses pontos estão à esa pressão, logo: p 1 p pressão e 1 é a pressão atosférica, portanto: p 1 p 0 pressão e é a pressão devida à coluna de ercúrio p Hg, acrescida da pressão da região do tubo acia da superfície livre do ercúrio. Nessa região, no entanto, a pressão é praticaente nula porque não existe ar dentro do tubo, apenas ua pequena quantidade de vapor de ercúrio que pode ser desprezada. ortanto: p p Hg esa força aplicada ao prego e a produz na base efeito uito aior do que e b. Isso porque e b a força se distribui nua área uito aior. Nesses casos, ais iportante que a força exercida é a área e que essa força atua. Quanto enor a área, aior o efeito produzido pela força e vice-versa. esse efeito denoinaos pressão. eja a figura a seguir: Substituindo e e, teos: p 0 p Hg Mas, sendo d Hg a densidade do ercúrio e h Hg a altura da coluna de ercúrio, da expressão p l dgh, teos: p Hg d Hg gh Hg De e, obteos: pressão da placa sobre o plano é a razão entre a intensidade da força noral F N e a área S da placa. p 0 d Hg gh Hg ssi, sendo d Hg 13, kg/ 3, nu lugar onde g 9,80 /s, a pressão atosférica correspondente a ua coluna de ercúrio de altura h Hg 0,760 é p 0 13, ,80. 0,760 p 0 1, a. 4. Definição foral Quando se afia a lâina de ua faca, o objetivo é diinuir a área de contato entre ela e o aterial a ser cortado. ssi, ela pode cortar ais facilente se que seja necessário auentar a intensidade da força exercida sobre a faca. Da esa fora, quanto ais fina a ponta de ua agulha, percevejo ou prego, ais fácil a sua penetração e superfícies rígidas. Suponha que F N seja o ódulo de ua força noral que atua nua superfície de área S. pressão p exercida por essa força é, por definição: p F N S unidade de pressão no SI é N/ e se denoina ascal (pa), e hoenage a laise ascal. Ebora força seja grandeza vetorial, pressão é grandeza escalar. 5. olue olar e CN 5.1 olue olar Os eleentos e as substâncias que se encontra na fase gasosa não possue volue próprio. É ua característica

3 CURSO QUN do gás ocupar todo o volue do recipiente que o conté, e esse volue depende diretaente das condições de pressão e teperatura e que o gás se encontra. O volue olar, a ua dada teperatura e pressão, é o volue ocupado por u ol de oléculas ou átoo (olécula onoatôica) do gás. 5. C.N... Note que o volue olar de u gás possui assa conhecida, isto é, a própria assa olar do eleento ou da substância e questão. ara cada par de valores de teperatura e pressão estabelecidos, existe u valor de volue olar. Convencionou-se estabelecer ua condição padrão de teperatura e pressão; a CN (Condições Norais de eperatura e ressão). té 198, a pressão-padrão nas CN era de 1 atosfera, 760 Hg ou a e a teperatura-padrão nas CN era de 0 o C ou 73,15 K ( 73 K). Constata-se experientalente que o volue ocupado por 1 ol de átoos de qualquer eleento na fase gasosa ou 1 ol de oléculas de qualquer substância na fase gasosa, edido nessas condições de teperatura e pressão, é, e édia,,4138 litros ou aproxiadaente,4 litros. tabela a seguir traz alguns exeplos de dados experientais. Gás Massa olar olue olar nas CN Hidrogênio g/ol,43 L Hélio 4 g/ol,396 L Nitrogênio 8 g/ol,403 L Oxigênio 3 g/ol,39 L Metano 16 g/ol,377 L partir de 198, a IUC alterou o valor da pressãopadrão (antendo o da teperatura), estabelecendo que: Nas CN a pressão-padrão é de a, o que equivale a 1 bar, e a teperatura-padrão é de 73,15 K ( 73 K). s razões que levara a IUC a alterar o valor da pressão-padrão nas CN fora as seguintes: dificuldade de se estabelecer u valor exato para a pressão de ua atosfera noralente definida coo a pressão ao nível do ar ua vez que o ar apresenta diferentes níveis no globo terrestre (na érica Central, por exeplo, o ar te u nível no oceano acífico e outro no oceano tlântico); variação do valor da pressão atosférica nu dado local, co as condições eteorológicas existentes na região onde as experiências estão sendo realizadas; O arredondaento do valor da pressão e pascal para u núero inteiro que pode ser expresso por ua unidade: a equivale a pascal, gerando ua considerável siplificação dos cálculos; copatibilização das próprias convenções co as unidades do SI; pequena alteração que essa udança causa nas tabelas de dados terodinâicos. Nessas novas condições de pressão e teperatura o volue ocupado por 1 ol de qualquer gás é aproxiadaente,71 L. O valor recoendado pela IUC para o volue olar nas CN é de,71 L/ol. 6. Equação de Clapeyron O físico francês enoit-aul-éile Clapeyron ( ) estabeleceu ua equação que relaciona as 3 variáveis de estado de u gás pressão, teperatura e volue para ua quantidade de atéria igual a n: i. i f. f ou (constante) i f Isolando e chaando a constante de R, tereos: R artindo da hipótese de vogadro, podeos concluir que, nas esas condições de teperatura e pressão, o volue ocupado por n ols de u gás qualquer é igual a n vezes o volue ocupado por 1 ol desse gás. ssi: 1 ol de gás ocupa u volue ols de gás ocupa u volue 3 ols de gás ocupa u volue 3 n ols de gás ocupa n Logo: n. R.. n. R. (equação de Clapeyron). eperatura Cte gases Quantidade de atéria olue ressão Esta equação de estado é aproxiada para qualquer gás e fica cada vez ais exata à edida que a pressão do gás tende a zero. U gás real, isto é, u gás que existe, te coportaento ideal quanto ais baixa for a pressão e é exataente descrito na equação de Clapeyron no liite quando p 0. constante dos gases R pode ser deterinada avaliando-se R para u gás no liite da n pressão nula (para se ter a garantia de que o gás está se coportando idealente). oré u valor ais exato pode ser obtido edindo-se a velocidade do so nu gás a pressão baixa e extrapolando os resultados a pressão nula. 3

4 CURSO QUN 7. constante R 1 unidades Chaaos R de constante universal dos gases. Seu valor depende da pressão (), do volue (), da quantidade de atéria (n) e da teperatura (). Lebrando que a teperatura usada é na escala Kelvin (K); a quantidade de atéria é sepre dada e ols; a pressão ve geralente expressa e atosferas (at), ilíetros de ercúrio (Hg), orricelli (torr) ou pascal (a); já o volue pode ser expresso e litros (L) ou etros cúbicos ( 3 ), dentre outros. Coo achaos o valor de R? Se pegaros u núero qualquer de oléculas n é representado pelo núero de oles do gás. Sabe-se, por experiências, que 1 ol de qualquer gás conté: n 0 6, oléculas do gás Esse valor é chaado de núero de vogadro. unidade ol serve para representar o núero de oléculas de u gás, de fora siples, e vez de se usar núeros enores coo o núero de vogadro. constante R pode ser obtida experientalente. or exeplo: u ol de qualquer gás, a ua teperatura de 0 o C, ou seja, a 73 Kelvin, a ua pressão de 1at, ocupará o volue de,4 litros. Essa condição do gás é chaada de CN, isto é, condições norais de teperatura e pressão, que é ua convenção e já foi estudada por você anteriorente. Co essas inforações, podeos calcular a constante R: R n R 1 at. 4, l 1ol. 73K 8. Gases reais R 0,08 at. l ol. K alores nuéricos de R alor Nuérico Unidades 8,31447 JK 1 ol 1 8,0574 x 10 L at K 1 ol 1 8,31447 x 10 L bar K 1 ol 1 8,31447 a 3 K 1 ol 1 6,364 L torr K 1 ol 1 6,3 Hg L K 1 ol 1 1,9871 Cal K 1 ol 1 Esperaos que até aqui você tenha entendido a idéia de gás idealizado, agora conteplareos u tópico que está no prograa da Universidade Federal do Ceará, as pouquíssios livros do Ensino Médio aborda o tea gases reais, nesse intuito gostaríaos de contribuir u pouco co esse assunto. Os gases reais tê coportaento que se desvia do ideal, porque consideraos o volue próprio das oléculas, não desprezando o volue disponível para o seu oviento e tabé, as forças coesivas entre as oléculas dos gases reais. s forças interoleculares são efetivas quando as oléculas estão relativaente próxias uas das outras e peranece assi por u intervalo de tepo suficiente para que as forças atue. Se as forças são efetivas, as oléculas chega ais perto uas das outras do que no caso de as forças não sere efetivas. pressões baixas, as forças não são efetivas porque as oléculas estão uito afastadas. E a teperaturas elevadas, eso co altas pressões, as forças tabé não são efetivas porque as oléculas, ovendo-se uito depressa, não peranece u tepo suficiente próxias ua das outras. ara baixas teperaturas, à edida que a pressão é auentada a partir de zero, as oléculas coeça a ser copriidas e volues cada vez enores e as forças interoleculares, tornando-se efetivas, age de fora a tornar as oléculas ais próxias uas das outras. ssi, a densidade do gás cresce a ua taxa aior do que a taxa causada apenas pelo auento da pressão. O produto da pressão pelo volue decresce porque o volue diinui ais rapidaente do que o auento de pressão. Quando o volue próprio das oléculas coeça a ficar iportante frente ao volue disponível para o seu oviento, ocorre u efeito oposto. À edida que as oléculas são aontoadas e u volue cada vez enor, o seu volue próprio vai se tornando cada vez ais significativo e relação ao volue do recipiente e o espaço disponível para o seu oviento decresce. 8.1 Equação de an der Waals ios que e u gás ideal: i i nr (Eq. 1) e neste caso não é considerada a interação entre as oléculas. ara u gás real já deveos levar e consideração a força de interação das oléculas e o volue da própria olécula, então para chegaros na equação de an der Waals deveos fazer u estudo do volue e da pressão. 8. Estudo do volue E u gás ideal não existe forças de repulsão entre as oléculas. ssi, as oléculas não tê volue próprio. E outras palavras, cada olécula do gás ideal te à sua disposição todo o volue do recipiente. ara levar e conta as forças de repulsão entre as oléculas, ou seja, seu volue próprio, deveos levar e conta que o volue i (aquele disponível para o oviento das oléculas) é igual ao volue do recipiente enos u tero nb, associado ao volue excluído, e correspondente ao volue próprio das oléculas do gás. qui, n é o núero de ols e b, o covolue, ou seja, o volue excluído por ol de oléculas. ssi: i nb (Eq. ) 8.3 Estudo da pressão: Se perguntaros a você qual dos gases (real ou ideal) exerce aior pressão sobre as paredes de u recipiente a volue constante? Se você sabe a resposta, ótio! Está indo uito be, as se você não sabe, deixa que a gente responde. É para isso que a equipe do Quanta está aqui. É o seguinte: a resposta é o gás ideal, porque não existe forças interoleculares que freia as oléculas, logo, terá aior pressão sobre as paredes no recipiente. Então: i > R, F, onde i é a pressão do gás idealizado e R pressão do gás real, isto iplica que, i R + p (Eq. 3), este p é u fator de correção que refere-se à força de interação. 4

5 CURSO QUN Co isso, verificaos que este fator é proporcional: ao núero de oléculas, quanto aior o núero de oléculas ais oléculas chocara contra a parede do recipiente: p α n Observe o exeplo: e a força exercida pelo gás nas paredes do recipiente: p αf, as F é proporcional ao núero de oléculas do gás, F α n, quanto aior o núero de oléculas aior será a força, então: p α F. n p α n Deveos observar que o núero de oléculas é inversaente proporcional ao volue, n α 1, quanto aior o núero de oléculas haverá ua diinuição do volue, 1 então podeos dizer que n α, assi: 1 p α gora, para transforar ua proporcionalidade e ua igualdade deveos colocar ua constante. a Logo: p n, onde a é u fator intrínseco de cada gás. Substituindo p na eq. 3 teos: i R + n a (Eq. 4) E finalente substituindo a eq. e a eq. 4 na eq. 1, chegaos: 9. Misturas gasosas ( + n a ) ( nb) nr Equação de an der Waals Co certeza, a istura de gases ais iportante para nós é o ar atosférico, ua istura de nitrogênio, oxigênio, dióxido de carbono, vapor de água e pequenas frações de outros gases. oda istura de gases é sepre u sistea hoogêneo, e coporta-se, fisicaente, quando não há reação quíica entre os gases participantes, coo se fosse u único gás. 9.1 ressão parcial John Dalton, ao estudar a coposição do ar, observou que, quando nua istura gasosa os gases que a constitue não reage quiicaente, a pressão exercida por cada gás na istura é a esa que ele teria se estivesse sozinho no reservatório. Dalton chaou a pressão de cada gás individual da istura de pressão parcial. ressão parcial de u gás nua istura é a pressão que teria esse gás se estivesse sozinho ocupando o eso volue da istura, na esa teperatura que a istura. ressão parcial do gás p n. R ressão parcial do gás p n. R ressão parcial do gás C p C n C. R Dalton tabé observou que a pressão total é igual a soa das pressões parciais de cada gás na istura. Essa relação é conhecida coo lei de Dalton das pressões parciais e pode ser generalizada coo: p + p + p C +... Onde: pressão total p, p e p C pressões parciais dos gases, e C, respectivaente. pressão total de ua istura é a soa das pressões parciais de todos os gases coponentes da istura. De acordo co a equação de Clapeyron, sabeos que a pressão de cada gás na istura é nr. ortanto: para o gás : p nr p. n R para a istura: nr. nr Fazendo a razão entre a pressão parcial do gás e a pressão total da istura, teos: p nr p n ou seja p nr p n 5

6 CURSO QUN fração n é chaada de fração e oles do gás n, sibolizada por x. p n x p x. p n gás são: De acordo co Dalton, as pressões parciais de cada p nr p nr p C nr C fração olar pode ser aplicada para qualquer gás coponente da istura. E a pressão total: p + p + p C 9. olue arcial olue parcial é o volue que u gás ocuparia se sobre ele estivesse sendo exercida a pressão total da istura gasosa à esa teperatura. Então, podeos escrever que: ortanto, podeos escrever que: nr + nr nr C (n + n + n C ) R olue parcial do gás n. R (n + n + n C ) R Equação que relaciona as pressões dos gases na istura final. olue parcial do gás n. R olue parcial do gás C C n C. R Do eso jeito que para a pressão, o volue de ua istura gasosa é igual à soa dos volues parciais de cada gás. Generalizando, teos: + + C +... Esta é chaada Lei de agat. Usando o eso raciocínio que foi usado para a pressão, a razão entre o volue parcial do gás e o volue da istura será: Lei de Dalton (ários gases são tratados coo se fosse u único gás). 9.4 Difusão e efusão gasosa Definições Densidade absoluta ou assa específica x densidade relativa ntes de falaros sobre efusão e difusão dos gases é interessante conheceros a assa específica e a densidade relativa. Chaaos de densidade absoluta ou assa específica de u gás, a razão entre a assa e o volue do gás, e deterinada pressão e teperatura. nr nr n. x n ρ 9.3 Equações para isturas gasosas I. Sepre que não houver reação quíica, a quantidade total de ols da istura será a soa das quantidades de ols dos gases participantes. n + n + n C n De acordo co a equação de Clapeyron: nr (coo n n + n + n C ) (n + n + n C ) R n R + n R + n C R coo n R. C + + C C Equação que relaciona as pressões dos gases antes da istura co a pressão final. rabalhando a equação de Clapeyron, teos: nr M R Rearranjando: M coo n M. R Substituindo: M ρ. R ρ M R densidade relativa de u gás e relação a outro, é a razão entre as densidades absolutas dos dois gases, edidas nas esas condições de pressão e teperatura. ortanto, a densidade relativa do gás e relação ao gás, será: d, ρ. ρ 6

7 CURSO QUN De acordo co a equação anterior encontrada para a assa específica, podeos deduzir que: M. d, R M. R d, M M Difusão e efusão gasosa difusão de u gás é a capacidade que u gás te de isturar-se, espalhar-se espontaneaente através de outro gás. Ela é conseqüência do oviento desordenado das oléculas, que busca sepre ocupar todo o espaço disponível. Coo exeplo podeos citar o aroa de u perfue que se espalha quando abrios u frasco, ou o cheiro de u bolo que se istura pelo ar quando está no forno. efusão é u fenôeno onde u gás, sob pressão, passa de u copartiento para outro, através de ua abertura uito pequena. hoas Graha descobriu que as velocidades de efusão de dois gases era inversaente proporcionais às raízes quadradas das respectivas assas olares, edidas nas esas condições de teperatura e pressão. I. ara gases à esa teperatura e oléculas diferentes. Ec Ec II.. Lebrando que: ρ ρ M, então: M ara gases à teperaturas diferentes e oléculas iguais, Ec Ec Ec Ec EXERCÍCIOS 1. E u reservatório fora isturados 1,8g de oxigênio, 8g de hélio e 14g de nitrogênio. Sabendo que a capacidade deste reservatório é de 5,8 L e sua teperatura é antida a 7 o C. Calcule: Dados: Massas atôicas: He 4; N 14; O 16; R 0,08 L. at. ol 1. K 1 a) a pressão total do sistea. b) a pressão parcial de cada u dos gases na istura.. Na câara de explosão de u otor, ua istura gasosa de octano e ar, na proporção respectivaente de 4 volues para 76 volues, é subetida a ua pressão de 8at, antes de reagir sob ação da faísca. Calcule a pressão parcial de oxigênio nessa istura. Considere que o ar atosférico conté 0% e ols de oxigênio. 3. 0,3g de u gás recolhidos e u tubo sobre água a 7 o C ocupa u volue de 59c 3. Calcule a assa olecular do gás. Dados: ressão de vapor de água a 7 o C a 8 Hg; ressão externa igual a 748 Hg. 4. Dois recipientes separados, iguais, contendo oléculas de hélio e outro dióxido de enxofre, nas esas condições de pressão e teperatura, possue orifícios por onde os gases escapa. Se a velocidade de efusão do hélio é de 6,10 3 k/h, então a velocidade de efusão: Dados: (. He 4; S 3; O 16) a) do dióxido de enxofre é quatro vezes aior que a do Hélio. b) do Hélio é oito vezes aior que a do dióxido de enxofre. c) dos dois gases é igual. d) do dióxido de enxofre é de 1, k/h. e) do hélio é dezesseis vezes enor que a do dióxido de enxofre. 5. U balão eteorológico de cor escura, no instante de seu lançaento, conté 100 ols de gás hélio (He). pós ascender a ua altitude de 15k, a pressão do gás se reduziu a 100Hg e a teperatura, devido à irradiação solar, auentou para 77 o C. Calcule nestas condições: a) O volue do balão eteorológico. b) densidade do He e seu interior. Dados: R 6 Hg. L. ol 1 K 1 Massa olar do He 4g/ol 7

8 CURSO QUN RESOLUÇÃO 1. a) 1,3at b) O 1,7at; He 8,48at; N,1at. 5,5at 3. M 3g/ol. Use: (a) a lei do gás ideal e (b) a equação de an der Waals, para calcular a pressão e atosferas exercida por 10,0g de etano, CH 4, colocado e u recipiente de 1,00 L a 5 o C. Dados: R 0,081 at. L. ol 1 K 1. a,5 L. at. ol (constante de an der Waals) b 0,048 L. ol 1 (constante de an der Waals) 4. D 5. a).700 L b) C 0,018 g. L 1 Exercício ásico RESOLUÇÃO EXERCÍCIO ÁSICO 1. (UFC-004) r e tubulação faz conta de água disparar. (Folha de S. aulo, 7/08/001) Esse fenôeno ocorre porque o ar ocupa rapidaente os espaços vazios nas tubulações de água. Quando o forneciento é regularizado, a água epurra a solução gasosa acuulada nas tubulações fazendo o hidrôetro girar rapidaente. Sabendo que há ua pressão oderada na tubulação, analise as afirativas I, II e III, e assinale a alternativa correta. I. O ar é constituído de ua solução gasosa real, cujos coponentes nas CN experienta interações de atração que o torna ais denso, se coparado a ua istura ideal de esa coposição. II. O ar ocupa rapidaente os espaços vazios nas tubulações devido à sua elevada densidade, ua vez que trata-se de ua istura heterogênea. III. Deve-se esperar ua redução na velocidade de rotação do hidrôetro e dias frios. a) Soente I e II são verdadeiras. b) Soente II é verdadeira. c) Soente III é verdadeira. d) Soente I e III são verdadeiras. e) Soente II e III são verdadeiras. EXERCÍCIOS ROOSOS 1. (IME-001) equação do gás ideal só pode ser aplicada para gases reais e deterinadas condições especiais de teperatura e pressão. Na aioria dos casos práticos é necessário epregar ua outra equação, coo a de an der Waals. Considere u ol do gás hipotético contido nu recipiente herético de 1,1 litros a 7 o C. Co auxílio da equação de an der Waals, deterine o erro coetido no cálculo da pressão total do recipiente quando se considera o gás coo ideal. Dados: Constante universal dos gases: R 0,08 at. L. ol 1 K 1. Constantes da equação de an der Waals: a 1,1 at. L. ol e b 0,10 L. ol 1 1. I. ( ) No gás real existe interações entre as oléculas do gás, que o torna ais denso que o gás ideal. II. ( F ) Os gases possue densidades pequenas. III. ( ) E dias frios, a teperatura enor ocasiona ua redução no volue ocupado pelos gases. ssi, o ite D é correto. Exercícios ropostos 1. n 1 ol do gás 1,1 L K Considerando-se o gás ideal:. n. R.. 1,1 1. 0, , 6,364 at 11, Considerando-se o gás real: F n I + a.. ( nb) n. R. HG KJ F () 1 HG + I 11,.. (1,1 1. 0,1) 1. 0, (,) 11 KJ F 11, HG + I. (1,1 0,1) 4,6 11, KJ ( + 1). 1 4,6 4,6 1 3,6 at Cálculo do erro: 3,6 at 100% 1,36 at % 13, 6 5,4% 3, 6. 10,0g de CH 4 1,00 L K 8

9 CURSO QUN assa olar do CH 4 é 16,0, e n, o núero de ols de etano, é: 10, 0g n 0,65 ol. 1 16, 0 gol a) ssuindo que o gás é ideal, obteos para :. n. R.. 1 0,65. 0, ,7at b) Usando a equação de an der Waals: F n I + a.. ( b. n) n. R. HG KJ F 065 HG + I 5,. (, ). (1 0,048. 0,65) (, 100) KJ 0,65. 0, ( + 0,8789). (0,9735) 15,75 15, 75 ( + 0,8789) 0, 9735 ( + 0,8789) 15,69 15,69 0, ,8133at. Considere dois recipientes e, de capacidade de L. U deles conté O (M 3u) e o outro O 3 (M 48u). Sabendo que o recipiente conté 0,64g de gás à ua pressão de 494 a e à teperatura de 177 o C é possível deterinar o gás contido e cada recipiente? Dado: R 8,314 a. 3. ol 1. K 1 3. U balão eteorológico de cor escura, no instante de seu lançaento conté 100 ols de He. pós ascender a ua altitude de 15k, a pressão do gás se reduziu para 1668 a e a teperatura, devido à irradiação solar, auentou para 77 o C. Calcule o volue do balão nessas condições. Dado: R 8,314 a. 3. ol 1. K 1 Exercícios ásicos K 30 L 0,30 L L 0,30 L RESOLUÇÃO 0, , L 1000 nr GSES EXERCÍCIOS ÁSICOS 1. Calcule a quantidade de atéria (núero de ols) de gás etano que exerce a pressão de a à teperatura de 47 o C, ocupando u volue de 30 L. Dado: R 8,314 a. 3. ol 1. K 1. Os autoóveis odernos são equipados co bolsas de ar (airbags) que infla diante de ua colisão para proteger os ocupantes de acidentes sérios. Muitas dessas bolsas de ar são infladas co N (u gás inerte) que é produzido por ua reação rapidíssia entre o nitreto de sódio e o óxido férrico. Essa reação é iniciada por ua faísca elétrica. Calcule a assa, e graas, de nitreto de sódio (assa olecular 65u) que reagindo co óxido de ferro suficiente pode fornecer 74,5 L de N (assa olecular 8u) na bolsa de ar, a 5 o C e 747,6Hg, sabendo que cada ol de nitreto de sódio produz 1 ol de N. Dado: R 6,3Hg. L. ol 1. K 1 n R n ,. 10 8, n 0,04 ol K nr n M R.. M.. M R. 84g de N ols de nitreto 1 ol de N de sódio , 6. 74, 5 6, EXERCÍCIOS ROOSOS Logo:. 65g nitreto 1. 8g de N de sódio x 84g de N 1. Explique por que, na prática, a eletrólise da água só fornece volues de H para 1 volue de O e condições controladas. x 390g de nitreto de sódio 9

10 CURSO QUN EXERCÍCIOS ROOSOS NOÇÕES 1. or causa da diferença e núero de ol de cada eleento na água (H O): H O de H 1 de O. Cálculo da assa olar do gás no recipiente : K 1000 L 1 3, logo: 0 L 0,00 3 nr R M M R... 0, 64. 8, , 00 M 48 (O 3 ) logo recipiente O (resp.) K nr nr , ,9 3 Say130306/ RE.: rof. Cícero ital 10