Resolução das atvdades complementares 2 Químca Q17 Teora cnétca dos gases p. 10 1 (Untau-SP) Se numa transormação sobárca, uma massa gasosa tver seu volume aumentado de 3 4, a temperatura: a) permanecerá constante. c) dmnurá na proporção de 7. e) trplcará seu valor. 4 b) aumentará na proporção de 7. d) duplcará seu valor. 4 Estado ncal: Estado nal: V V V V 3 4 V T T T? 7 V 4 V T T T 7 4 T A temperatura nal (T ), portanto, aumentará na proporção de 1 Alternatva b. 7 4 2 (Vunesp-SP) O volume de uma massa xa de gás deal, à pressão constante, é dretamente proporconal à: a) concentração do gás. c) densdade do gás. e) massa molar do gás. b) pressão atmosérca. d) temperatura absoluta. Alternatva d.
3 (UFES) O volume V de um gás deal é dretamente proporconal a sua temperatura absoluta, medda em Kelvn, representado por K. Se V 1 00 cm 3 quando T 300 K, qual será a temperatura quando o volume or 2 00 cm 3? Qual será o volume quando a temperatura or 200 K? Esboce um gráco que represente a relação entre V e T. Cálculo da temperatura quando o volume or 2 00 cm 3 : V V T T 1 00 300 T 00 K 2 00 T Cálculo do volume quando a temperatura or 200 K: V V T T 1 00 V 300 200 1 000 cm V 3 Esboço do gráco (V 3 T) para uma transormação sobárca: V T 4 (Fatec-SP) Dos clndros metálcos guas contêm gases comprmdos em grau de elevada pureza, sendo que um deles contém 8 m 3 de gás ntrogêno, e o outro, 8 m 3 de gás hdrogêno. Consderando que os dos clndros estão armazenados nas mesmas condções ambentas, podemos armar que Dados: Massas atômcas H 1,0 e N 14,0 a) a massa de gás armazenado é a mesma. b) a pressão do clndro contendo ntrogêno é maor. c) o número de moléculas é o mesmo. d) a velocdade méda das moléculas dos dos gases é gual. e) a temperatura nterna dos clndros é menor que a temperatura ambente. Pela le de Avogadro: Volumes guas de gases, sob mesmas condções de temperatura e pressão, encerram o mesmo número de moléculas. Alternatva c.
Um clndro echado, dotado de um êmbolo que pode se deslocar sem atrto, contém ncalmente gás ntrogêno ocupando um volume gual a 180 cm 3, sob pressão de 10 000 Pa, a 27 C. A que temperatura, em C, o gás deve ser levado para que seu volume se reduza para 120 cm 3, mantendo-se a pressão constante? Esquematze o gráco dessa transormação. V V T T 180 120 300 T T 200 K t 73 C Esboço do gráco correspondente a esse tpo de transormação (sobárca): P T 6 (ITA-SP) Na respração normal de adulto, em um mnuto, são nalados 4,0 L de ar, meddos a 2 C e 1 atm de pressão. Um mergulhador a 43 m abaxo do nível do mar, onde a temperatura é de 2 C e a pressão de atm, receberá a mesma massa de oxgêno se nalar: a) 4,0 L de ar. c) 3,2 L de ar. e) 20 L de ar. b) 8,0 L de ar. d) 0,8 L de ar. 1 4 V ; V 0,8 L 298 298 Alternatva d.
7 Um recpente echado, dotado de êmbolo que pode se deslocar sem atrto, contnha gás oxgêno ocupando um volume de 9 L a 2 C e 210 kpa. Dmnundo-se a pressão no recpente para 70 kpa: a) Qual o valor do volume que passa a ser ocupado pelo gás nessa mesma temperatura? b) Qual o tpo de transormação que ocorreu? c) Esboce um gráco correspondente à transormação gasosa ocorrda. a) P P V V 210 70 9 V V 3 L b) Ocorreu uma transormação sotérmca (temperatura constante). c) P V 8 (UFPE) Um balão cheo com ar quente sobe a grandes alttudes porque: a) as moléculas do ar quente são menores do que as moléculas do ar na temperatura ambente. b) dentro do balão há menos moléculas de ar por undade de volume. c) as moléculas do ar quente são maores do que as moléculas do ar na temperatura ambente. d) as moléculas do ar quando aquecdas são rompdas, ormando átomos mas leves e dmnundo a densdade do ar. e) as moléculas do ar quando aquecdas ormam agregados, aumentando o espaço vazo entre elas. O aumento da temperatura az com que o ar presente dentro do balão sora uma expansão. Como conseqüênca haverá uma dmnução de densdade. O nteror do balão passará a ter menor número de moléculas de ar por undade de volume. Alternatva b.
9 (FEI-SP) A densdade absoluta do gás sulídrco (H 2 S) aumentará quando: a) a pressão dmnur. b) a temperatura dmnur. c) a temperatura aumentar. d) a varação de pressão não aetará a densdade absoluta. e) a concentração de H 2 S aumentar. A dmnução da temperatura provoca uma dmnução de volume. Uma determnada massa de gás que tem seu volume dmnuído terá, por conseqüênca, sua densdade aumentada. Alternatva b. 10 (UFMG) Um balão de borracha, como os usados em estas de anversáro, o conectado a um tubo de ensao, que o submetdo a aquecmento. Observou-se, então, que o balão aumentou de volume. Consderando-se essas normações, é CORRETO armar que o aquecmento a) dmnu a densdade do gás presente no tubo. c) aumenta o tamanho das moléculas de gás. b) transere todo o gás do tubo para o balão. d) aumenta a massa das moléculas de gás. Com o aumento da temperatura, a densdade do ar presente no tubo de ensao dmnu. Parte desse ar passa para o balão, azendo com que o volume deste aumente. Alternatva a.
Resolução das atvdades complementares 2 Químca Q18 Equação geral dos gases p. 14 1 (UFBA) Determnado gás, a 0 C, exerce uma pressão de 90 atm em um recpente de 300 ml. Determne, em atm, a pressão que esse mesmo gás, a 100 C, exercera em um recpente de 00 cm 3. Expresse o resultado desprezando a parte decmal. 62 atm. P V P V T T 90 300 P 00 323 373 P 62,4 atm Resposta: 62 atm 2 Um gás deal está contdo num recpente de 10 L a 2 atm e 300 K. Qual o novo volume ocupado por esse gás se a pressão aumentar de 3 atm e a temperatura aumentar a 400 K?,3 L. Estado ncal do gás Estado nal do gás 10 L V 2 atm atm 300 K 400 K P V P V T T 2 10 V 300 400 V,3 L
3 (PUC-RJ) Uma amostra de gás, a 327 C e 120 atm de pressão, ocupa um recpente de 10 L. Qual é a varação de temperatura que se deve eetuar para que a pressão seja de 20 atm quando se transerr este gás para um recpente de 40 L? O gás deve ser resrado de 327 C para 127 C. P V P V T T 120 10 20 40 600 T T T 400 K 127 C O gás deve ser resrado, portanto, de 327 C para 127 C. 4 Se 0 ltros de um gás deal a 127 C e 1,00 atm são smultaneamente aquecdos a 227 C e comprmdos a 2,00 atm, qual é o volume nal do gás? 31,2 L. P V P V T T 1 0 2 V 400 00 V 31,2 L (UFPE) Uma certa quantdade de gás deal ocupa 30 ltros à pressão de 2 atm e à temperatura de 300 K. Que volume passará a ocupar se a temperatura e a pressão tverem seus valores dobrados? O volume não será alterado. P V P V T T 2 30 4 V 300 600 V 30 L O volume, portanto, não será alterado.
6 40 L de dóxdo de carbono (CO 2 ) estão sob pressão de 2 atm a 27 C. Qual o novo volume ocupado quando a pressão aumenta a 4 atm e a temperatura aumenta de 100 C? 26,7 L. Estado ncal Estado nal P 2 atm P 4 atm V 40 L V? T 300 K T 400 K P V T P V T 2 40 4 V 300 400 V 26,7 L 7 Um recpente de 100 L contém oxgêno (O 2 ) a 27 C sob pressão de atm. Todo esse gás deve ser transerdo para outro recpente de modo que exerça uma pressão de 2 atm a 127 C. Qual deve ser o volume desse recpente? 333,4 L. Estado ncal Estado nal P atm P 2 atm V 100 L V? T 300 K T 400 K P V T P V T 100 2 V 300 400 V 333,4 L 8 Um pneu de bccleta que apresenta volume nterno 2,0 L o calbrado com ntrogêno gasoso (N 2 ) a 27 C até atngr uma pressão nterna de 4,0 atm. 7,3 L. Qual o volume que o ntrogêno usado ocupara nas condções normas de temperatura e pressão (CNTP)? Estado ncal Estado nal P 4,0 atm P 1,0 atm V 2,0 L V? T 300 K T 273 K P V T 4,0 2,0 1,0 V 300 273 V P V T 7,3 L (aproxmadamente)
Resolução das atvdades complementares 2 Químca Q19 Equação de Clapeyron p. 19 1 (Vunesp-SP) No níco do século passado, oram desenvolvdas dversas armas químcas, dentre as quas o gás osgêno. Sabe-se que 9,9 g deste gás ocupam 2,24 L, nas condções normas de temperatura e pressão, e que é consttuído apenas por átomos de carbono, oxgêno e cloro. Dadas as massas molares C 12 g? mol 21 ; O 16 g? mol 21 e C, 3, g? mol 21, a órmula mínma correta para este gás é: a) C 2 OC, 2. c) CO 3 C,. e) CO 2 C, 2. b) C 2 OC,. d) COC, 2. 2,24 L 9,9 g 1 mol de osgêno 22,4 L M M 99 g Massa molar do osgêno: 99 g? mol 21 A massa molar encontrada corresponde à órmula: COC 2 Alternatva d. 2 (UFRGS-RS) Um extntor de ncêndo contém 4,4 kg de CO 2. O volume máxmo de gás que é lberado na atmosera, a 27 C e 1 atm, é, em ltros: a) 0,229 c) 24,6 e) 2 460 b) 2,46 d) 229,4 Massa molar do CO 2 : 44 g/mol P V m M? 1? V 4 400 44? 0,082? 300 V 2 460 L Alternatva e.
3 (Cesesp-PE) No comérco se encontra o oxgêno, comprmdo à pressão de 130 atm, em clndros de aço de 40 L. Quantos qulogramas de oxgêno exstem no clndro? (Massa atômca do oxgêno 16; temperatura ambente 2 C) a),2 c) 19,7 e) 3,4 b) 2,1 d) 6,8 Massa molar do oxgêno (O 2 ): 32 g/mol P V m M? m PVM RT 130? 40? 32 m 0,082? 298 m 6 810 g ou 6,8 kg Alternatva d. 4 (Cesgranro-RJ) Num tanque de gás, hava 8,2 m 3 de oxgêno a 223 C e 2 atm de pressão. Tendo ocorrdo um vazamento, vercou-se que a pressão dmnuu em 0, atm. Que massa de oxgêno o perdda, sabendo-se que a temperatura permaneceu constante? a) 0,6 kg c) 19,2 kg e) 32,0 kg b) 6,4 kg d) 2,6 kg 2? V n1 R T 21,? V n2 R T 0, V D n R T; 0,? 8 200 Dn? 0,082? 20; Dn 200 Dn é a quantdade de matéra de gás oxgêno perddo no vazamento. n n ; m M; n 6 400 g ou 6,4 kg de M n? 200? 32 oxgêno. Alternatva b.
(PUC-RJ) Um reator o projetado para operar em temperatura de 127 C e suportar altas pressões gasosas. Por questões de segurança, o nstalada uma válvula de alívo que abre quando a pressão ultrapassa 10 atm. a) Calcule o volume deste reator sabendo que ele tem capacdade para conter mol de ntrogêno nestas condções. 16,4 L. b) Uma amostra de gás, a 327 C e 120 atm de pressão, ocupa um recpente de 10 L. Qual a varação de temperatura que se deve eetuar para que a pressão seja de 20 atm quando se transerr este gás para um recpente de 40 L? A temperatura deve passar de 327 C (600 K) para 127 C (400 K). a) PV n? RT 10 V? 0,082? 400 V 16,4 L b) P 1 120 atm P 2 20 atm V 1 10 L V 2 40 L T 1 600 K T 2? P1 V1 P2V 2 T1 T2 120? 10 20? 40 600 T2 T 2 400 K A temperatura deve passar de 327 C (ou 600 K) para 400 K (ou 127 C). 6 (FEI-SP) A massa de um balão de vdro é gual a 110,11 g depos que todo o ar o removdo. Quando cheo com gás oxgêno à pressão atmosérca e temperatura ambente, sua massa é gual a 111,6 g. Quando cheo com um gás A à pressão atmosérca e temperatura ambente, sua massa é gual a 113,01 g. Qual a massa molecular do gás A? 64 u. Massa de oxgêno (O 2) presente no balão: 111,6 (balão com oxgêno) 2 110,11 (balão) 1, 4 g de oxgêno Massa de A: 113,01 2 110,11 2, 90 g de A Dos recpentes de mesmo volume sob mesmas condções de temperatura e pressão encerram o mesmo número de moléculas e, portanto, a mesma quantdade de matéra: na noxgêno m m A oxgêno MA Moxgêno 2,90 1,4 MA 32 M A 64 u.
7 (Vunesp-SP) Durante o transporte de etano gasoso em um camnhão-tanque com capacdade de 12,3 m 3, à temperatura de 223 C, houve um acdente e vercou-se uma queda de pressão de 0,6 atm. Admtndo-se a temperatura constante, calcular a massa do etano perdda no ambente. Dados: etano (C 2 H 6 ); R 0,0821 atm? L? mol 21? K 21 10 788 g. P1 V n1rt 2P 2V n2rt DPV Dn RT 0,6? 12 300 Dn? 0,0821? 20 Dn 39,6 mol de etano (C 2 H 6 massa molar 30 g/mol) oram perddos m 39,6? 30 10 788 g 8 (Vunesp-SP) Um balão leve, de volume xo, lutua no ar quando preenchdo com gás hélo à temperatura ambente. O mesmo balão pode lutuar no ar se or preenchdo com ar aquecdo e gases quentes produzdos pela quema de C 4 H 10. Conhecendo as massas molares, em g/mol: ar 29 (valor médo), He 4, C 12, N 14 e O 16, a explcação para o ato de o balão preenchdo pela mstura gasosa aquecda lutuar no ar é: a) os produtos CO 2 e H 2 O, ormados na combustão do C 4 H 10, são menos densos que o ar. b) com o consumo de O 2 do ar na combustão do C 4 H 10, ocorre a ormação de hélo gasoso. c) com o consumo de O 2 do ar na combustão do C 4 H 10, só resta N 2 em seu nteror. d) com o aquecmento, as moléculas de C 4 H 10 sorem decomposção, ormando H 2. e) como os gases no nteror do balão estão bem mas quentes que o ar que o crcunda, ocorre dmnução do número total de mols dos gases nele contdos, tornando o balão menos denso que o ar. Para que um balão cheo de gás lutue, é necessáro que a densdade do gás no nteror do balão seja menor que a densdade do ar que crcunda o balão. Pode-se consegur sto ntroduzndo no balão um gás de baxa massa molar (baxa densdade), como é o caso do He, ou aumentando-se a temperatura dos gases que se encontram no nteror do balão: P M d? R? T A densdade é nversamente proporconal à temperatura absoluta. Aumentando-se a temperatura a densdade do gás dmnu. Alternatva e.
9 (FEI-SP) As águas poluídas do Ro Tetê lberam, entre outros poluentes, o gás sulídrco (H 2 S). Um dos maores problemas causados por esse gás é o ataque corrosvo aos os de cobre das nstalações elétrcas exstentes junto a esse ro. O gás sulídrco é mas denso que o ar e, assm, concentra-se mas próxmo ao solo. Consderando a massa molar méda do ar gual a 28,9, a densdade do H 2 S em relação ao ar, nas mesmas condções de temperatura e pressão, será aproxmadamente: a) 0,9 c) 2,4 e),0 b) 1,2 d) 4,8 dh M 2S H2S 34 1,18 dar M ar 28,9 Alternatva b. 10 (UnB-DF) Para que um balão suba, é precso que a densdade do gás dentro do balão seja menor que a densdade do ar. Consultando os dados da tabela abaxo, pode-se armar que, à mesma temperatura e pressão, o melhor gás para esse m é: Gás Massa molar (g/mol) Temperatura (K) He 4 373 Ne 20 373 H 2 2 373 O 2 32 373 a) H 2 c) Ne b) He d) O 2 A densdade de um gás é tanto menor quanto menor a sua massa molar. Alternatva a. 11 (Fatec-SP) Clndros contendo os gases hdrogêno (H 2 ), metano (CH 4 ), etano (C 2 H 6 ), monóxdo de carbono (CO) e butano (C 4 H 10 ) estão armazenados nadequadamente em local rebaxado, com pouca ventlação. No caso de haver vazamento nos clndros um dos pergos é o acúmulo de gás nas partes nerores, resultando numa atmosera explosva e/ou pobre de oxgêno. Entre os gases ctados aquele que tendera a se acumular nas partes nerores do local é o: Dado: massa molecular méda do ar 30 (aproxmadamente 20% de O 2 e 78% de N 2 ) a) etano. c) hdrogêno. e) monóxdo de carbono. b) metano. d) butano. Nas camadas mas baxas da atmosera cam os gases de maor densdade (maor massa molar). Alternatva d.
p. 20 12 (Mack-SP) O gás hdrogêno o utlzado no níco do século XX em balões conhecdos por Zeppelns. Atualmente, balões de publcdade e balões para cranças são enchdos com gás hélo. Relatvamente ao gás hélo, é ncorreto armar que: a) tem densdade maor que o ar atmosérco. b) sua massa molar é maor do que a do gás hdrogêno. c) é um gás não-nlamável. d) tem órmula molecular He. e) é um gás mas denso do que o gás hdrogêno. A densdade de um gás é dretamente proporconal a sua massa molar. A massa molar do He é 4,0 g/mol, enquanto a massa molar méda do ar atmosérco é 29 g/mol. O He por ser um gás não nlamável, tem sdo usado em balões no lugar do H 2. Alternatva a. 13 (Fatec-SP) O gás natural, consttuído prncpalmente de metano (CH 4 ), está sendo utlzado como combustível para automóves e outros veículos. O gás natural é mas seguro para essa utlzação do que o gás lqüeeto de petróleo GLP (mstura de propano C 3 H 8 e butano C 4 H 10 ). Sobre sso, azemos as seguntes armações: I. Em caso de vazamento, o gás natural tende a subr e se dspersar na atmosera, enquanto o GLP tende a se acumular junto ao solo, aumentando o rsco de explosão. II. O gás natural é menos denso que o ar, enquanto o GLP é mas denso. III. O gás natural é menos corrosvo para os tanques de combustível que o GLP devdo a sua baxa massa molar. Dados: massas molares (g/mol): CH 4 16 Ar (valor médo) 28,8 Propano 44 Butano 8 Dessas armações, são corretas: a) apenas I. c) apenas III. e) I, II e III. b) apenas I e II. d) apenas II e III. Alternatva b. O metano - CH 4 - tem massa molar neror à massa molar méda do ar. Isso az com que o gás natural (ormado prncpalmente de CH 4 ) seja menos denso que o ar e tenda a subr na atmosera. Já o propano - C 3 H 8 e o butano - C 4 H 10 têm massas molares superores à massa molar méda do ar. Isso az com que o GLP (ormado por uma mstura desses gases) se acumule na parte neror da atmosera. Os gases ctados não são corrosvos. Alternatva b.
Resolução das atvdades complementares 2 Químca Q20 Msturas gasosas p. 24 1 (Fuvest-SP) Na câmara de explosão de um motor, uma mstura gasosa de octano e ar, na proporção respectvamente de 4 volumes para 276 volumes, é submetda a uma pressão de 28 atmoseras, antes de reagr sob a ação de aísca. Calcule a pressão parcal do oxgêno nessa mstura. Consdere que o ar atmosérco contém 20% em mol de oxgêno.,2 atm. 4 volumes de octano 276 volumes de ar,2 volumes de O 2 X oxgêno,2 280 0,197 p P? X p 28? 0,197,2 atm 2 (Fuvest-SP) Massas exatamente guas de água e etanol oram vaporzadas em uma câmara prevamente evacuada. Supondo que os vapores tenham comportamento de gás deal, explque qual é a relação entre os valores das pressões parcas destas substâncas no nteror da câmara. (massas molares: água 18 g/mol; etanol 46 g/mol) p V m 18 RT água p V m 46 RT etanol pág ua 23 9 p etanol
3 (UFPE) O deal é que a pressão parcal do oxgêno no pulmão seja de 0,20 atm. Um mergulhador, que está sujeto a altas pressões, deve dosar o gás que respra para manter a pressão parcal de oxgêno neste valor. Se ele estver mergulhando a uma prounddade em que a pressão seja de 2, atm, qual deve ser a ração molar de oxgêno numa mstura oxgêno/ntrogêno para que ele possa resprar sem dculdades? 0,08. p O2 P? X O2 0,20 2,? X O2 X O2 0,08 Esse resultado ndca que, para que o mergulhador possa resprar sem dculdade, a % de oxgêno na mstura deve ser de 8%. 4 (Uneb-BA) Um clndro metálco contém 7% de moléculas de ntrogêno e 2% de moléculas de gás carbônco, à temperatura de 2 C. Se a pressão total da mstura or 1,2 atm, é possível armar que a pressão parcal do ntrogêno, em atmosera, vale a) 1,1 c) 0,4 e) 0,2 b) 0,90 d) 0,30 Fração em quantdade de matéra de ntrogêno (X N2 ): 0,7 Fração em quantdade de matéra de gás carbônco (X CO2 ): 0,2 Cálculo da pressão parcal do ntrogêno: p P? X p 1,2? 0,7 0,90 atm Alternatva b. (Uncamp-SP) 1,0 ltro de ntrogêno líqudo, N 2 (,), o colocado num recpente de 30,0 ltros, que o medatamente echado. Após a vaporzação do ntrogêno líqudo, a temperatura do sstema era de 27 C. a) Qual o a massa de ntrogêno colocada no recpente? 810 g. b) Qual será a pressão nal dentro do recpente? Consdere que a pressão do ar orgnalmente presente no recpente é de 1,0 atm. 24,7 atm. (Dado: densdade do N 2 (,) a 2196 C 0,81 g/cm 3 ) a) 1 cm 3 de N 2 líqudo 0,81 g 1 000 cm 3 (1 L) x x 810 g b) pntrogêno? 30 810? 0,082? 28 p 23,7 atm p P ntrogêno ar total 1,0 atm 24,7 atm 300
6 (PUC-SP) Uma mstura de N 2 e vapor d água o ntroduzda num recpente que contnha um agente secante. Imedatamente após a ntrodução da mstura, a pressão era de 70 mmhg. Depos de algumas horas, a pressão atngu o valor estaconáro de 73 mmhg. Pedem-se: a) A composção em porcentagem molar da mstura orgnal. 2,0% de vapor de água. 98,0% de ntrogêno. b) O volume do rasco, sabendo-se que o agente secante aumenta seu peso em 0,10 g, e que o volume ocupado pelo agente secante pode ser desprezado. 10,1 L. a) p vapor de água 1 mmhg P 70 mmhg p vapor de água P? X vapor de água 1 70? X X 0,02 (ração em quantdade de matéra do vapor de água na mstura gasosa) % molar 100? X 2,0% de vapor de água 98,0% de ntrogêno b) Massa de água: 0,10 g Quantdade de matéra de vapor de água: p? V n? R? T 1? V 0,0083? 62,3? 293 V 10,1 L 0,10 18 0,0083 mol de água 7 (UFF-RJ) Um anestésco pode ser preparado através da mstura gasosa de cclopropano (C 3 H 6, massa molar 42 g/mol) e oxgêno (O 2, massa molar 32 g/mol). Se um clndro de gás é preparado com cclopropano e oxgêno apresentando pressões parcas de 171 mmhg e 70 mmhg, respectvamente, determne a razão do número de mol de cclopropano para o número de mol de oxgêno. 0,23 ou 0,30. 0,77 Pressão total do sstema (P) 171 1 70 741 mmhg. p cclopropano P? X cclopropano 171 741? X cclopropano X cclopropano 0,23 X oxgêno 1 2 0,23 0,77 Portanto, para cada 1 mol da mstura... 0,23 mol correspondem a cclopropano... 0,77 mol correspondem a oxgêno. A razão é 0,23 0,30 0,77
8 (PUC-RJ) O gás natural, embora também seja um combustível óssl, é consderado mas lmpo do que a gasolna, por permtr uma combustão mas completa e maor ecênca do motor. Assm, um número crescente de táxs rodam na cdade movdos por este combustível. Estes veículos podem ser reconhecdos por terem parte de seu porta-malas ocupado pelo clndro de aço que contém o gás. Um clndro destes, com volume de 82 ltros, o carregado em um posto numa temperatura de 27 C, até uma pressão de 6 atm. Qual a massa de gás natural nele contda, consderando o gás natural ormado (em mol) por 0% de metano (CH 4 ) e 0% de etano (C 2 H 6 )? 460 g. PV n? RT 6? 82 n? 0,082? 300 n 20 mol Portanto, há 10 mol de CH 4 (160 g) e 10 mol de C 2 H 6 (300 g). Massa total: 460 g 9 (Uneb-BA) Um recpente echado contém uma mstura consttuída de 0% em massa de metano (CH 4 ) e 0% em massa de hélo (He). Qual a proporção entre as pressões parcas do gás hélo e do gás metano? a) 1 1 c) 3 1 e) 1 b) 2 1 d) 4 1 Para cada 100 g da mstura gasosa há: 0 g de CH 4 e 0 g de He Quantdade de matéra de cada componente em 100 g da mstura gasosa: CH 4: n m M n 0 16 3,12 mol He: n m M n 0 4 12, mol Total: 1,6 mol Fração em quantdade de matéra de cada gás: n(ch 4) CH 4: n n 3,12 1,6 0,2 He: 1 2 0,2 0,8 Pressões parcas: CH 4 : p(ch 4 ) P? 0,2 He: p(he) P? 0,8 Portanto, a relação entre as pressões parcas de hélo e metano é 0,8 P : 0,2 P ou 4 : 1. Alternatva d.
Resolução das atvdades complementares 2 Químca Q21 Dusão e eusão p. 29 1 (Enem-MEC) Os seres humanos podem tolerar apenas certos ntervalos de temperaturas e umdade relatva (UR), e, nessas condções, outras varáves, como os eetos do Sol e do vento, são necessáras para produzr condções conortáves, nas quas as pessoas podem vver e trabalhar. O gráco mostra esses ntervalos e a tabela mostra temperaturas e umdades relatvas do ar de duas cdades, regstradas em três meses do ano. Temperatura ( C) 40 3 30 2 20 Ideal com vento Ideal Março T (ºC) UR (%) Umdade relatva (%) Mao T (ºC) UR (%) Outubro T (ºC) UR (%) Campo Grande 2 82 20 60 2 8 Curtba 27 72 19 80 18 7 1 10 Ideal com sol 0 0 10 20 30 40 0 60 70 80 90 100 Umdade relatva (%) Com base nessas normações, pode-se armar que condções deas são observadas em a) Curtba com vento em março, e Campo Grande, em outubro. b) Campo Grande com vento em março, e Curtba com sol em mao. c) Curtba, em outubro, e Campo Grande com sol em março. d) Campo Grande com vento em março, Curtba com sol em outubro. e) Curtba, em mao, e Campo Grande, em outubro. Em Curtba com vento em março, a temperatura está a 27 C e a umdade relatva do ar está 72% (valor ndcado no gráco dentro da axa do deal com vento, para essa temperatura). Em Campo Grande em outubro a temperatura está a 2 C e a umdade relatva do ar 8% (valor ndcado no gráco como deal ). Alternatva a.
p. 30 2 (UEL-PR) De acordo com a le da eusão dos gases de Graham: A velocdade com que um gás atravessa um pequeno oríco é proporconal à velocdade molecular méda que por sua vez é nversamente proporconal a M, sendo M a massa molar do gás. Consdere um recpente contendo gual quantdade, em mols, das seguntes substâncas no estado gasoso e nas mesmas condções de pressão e temperatura: H 2 S (chero de ovo podre); (CH 3 ) 2 O (chero de éter); SO 2 (chero do gás produzdo ao rscar um palto de ósoro). Ao abrr pequeno oríco no recpente, os gases devem ser sentdos na segunte seqüênca: a) H 2 S, SO 2 e (CH 3 ) 2 O c) SO 2, H 2 S e (CH 3 ) 2 O e) (CH 3 ) 2 O, SO 2 e H 2 S b) H 2 S, (CH 3 ) 2 O e SO 2 d) SO 2, (CH 3 ) 2 O e H 2 S A velocdade de eusão de um gás é nversamente proporconal a sua massa molar. Portanto, o gás de menor massa molar deverá sar prmero: H 2 S (massa molar 34 g/mol). O segundo a sar é o que apresenta massa molar ntermedára: (CH 3 ) 2 O (massa molar 62 g/mol). O últmo a sar é o que apresenta massa molar maor: SO 2 (massa molar 64 g/mol). Alternatva b. 3 (UFBA) Dos balões de borracha guas, denomnados A e B, são nlados com He e CO 2, respectvamente, até adqurrem o mesmo volume, a mesma pressão nterna e temperatura. Consderandose estas normações e sabendo-se que a massa molar aparente do ar é 28,96 g/mol, é correto armar: a) Apenas o balão B subrá à atmosera. b) A quantdade de átomos de hélo no balão A será gual à quantdade de moléculas de CO 2 no balão B. c) A massa do balão A será maor do que a massa do balão B. d) O balão A subrá à atmosera e seu volume dmnurá com o aumento da alttude. e) O balão B murchará antes do balão A. Segundo o prncípo de Avogadro, volumes guas de gases quasquer, nas mesmas condções de pressão e temperatura encerram o mesmo número de moléculas. Como o hélo é uma espéce monoatômca, pode-se dzer que o número de moléculas de CO 2 é gual ao número de átomos de He. Alternatva b.
4 (Mack-SP) Dusão é a propredade de duas ou mas substâncas ormarem, espontaneamente, entre s, uma mstura homogênea. Essa propredade ocorre quando: a) o odor de um perume contdo em um rasco aberto se espalha num ambente. b) o óleo desel é derramado acdentalmente em uma lagoa. c) um prego exposto ao ar enerruja. d) a area carregada pelo vento orma uma duna. e) gases hdrogêno e oxgêno reagem, ormando água. As substâncas volátes presentes no perume e a atmosera ormam, espontaneamente, uma mstura homogênea. Alternatva a. Qual dos gases abaxo apresenta maor velocdade de eusão? a) Metano (CH 4 ) c) Dóxdo de carbono (CO 2 ) e) Dóxdo de enxore (SO 2 ) b) Ntrogêno (N 2 ) d) Neôno (Ne) O gás que apresenta menor massa molar apresenta, também, maor velocdade de eusão. Alternatva d. 6 Responda: a) Por que uma bexga de anversáro (balão de borracha) chea de gás, murcha com o passar do tempo? b) Duas bexgas A e B contêm, respectvamente, hélo (He) e dóxdo de carbono (CO 2 ). Qual delas murchará prmero? Justque sua resposta. a) Uma bexga chea de um determnado gás ou de ar murcha porque as moléculas dos gases atravessam os pequenos orícos da bexga (dusão gasosa). b) A bexga de Hélo (He) murchará prmero. Isso ocorre porque o He apresenta menor massa molar que o dóxdo de carbono e, portanto, tem maor velocdade de dusão.
Resolução das atvdades complementares 2 Químca Q22 Cálculo estequométrco p. 34 1 (Fatec-SP) A quantdade de dóxdo de enxore lberada em uma undção pode ser controlada azendo-o reagr com carbonato de cálco, conorme a reação representada a segur: 2 CaCO 3 (s) 1 2 SO 2 (g) 1 O 2 (g) 2 CaSO 4 (s) 1 2 CO 2 (g) Supondo um rendmento de 100% dessa reação, a massa mínma de carbonato de cálco necessára para absorver uma massa de 3,2 toneladas de SO 2, também expressa em toneladas, é: a) 3,2 c) 0, e) 10,0 b) 6,4 d),0 2 mol de CaCO 3 2 mol de SO 2 200 g de CaCO 3 128 g de SO 2 x 3,2 t x,0 t de CaCO 3 Alternatva d. 2 (Fatec-SP) A metanetamna, uma substânca usada como medcamento, é elmnada do organsmo por meo de uma sére de reações. O processo global pode ser representado pela reação com O 2, conorme mostra a equação: 4 C 10 H 1 N 1 O 2 40 CO 2 1 30 H 2 O 1 2 N 2 A quantdade de oxgêno, em mlgramas, necessára para reagr completamente com 12 mg desse medcamento é, aproxmadamente, Massas molares (g/mol): C 10 H 1 N 149; O 2 32. a) 440 c) 110 e) 3 b) 16 d) 4 mol de C 10 H 1 N mol de O 2 4? 149 g de C 10 H 1 N? 32 g de O 2 12 mg de C 10 H 1 N x x 3 mg de O 2 Alternatva e.
3 (UFAL) O mercúro utlzado nos termômetros clíncos é obtdo pela reação entre cnábro (mnéro consttuído prncpalmente por HgS) e oxgêno (O 2 ). Para produzr 201 g de mercúro, a massa de HgS contda no cnábro que deve reagr completamente com oxgêno é a) 32 g c) 201 g e) 300 g b) 100 g d) 233 g HgS Hg 1 S 1 mol 1 mol 233 g 201 g Alternatva d. 4 (ESPM-SP) O hpoclorto de sódo tem propredades bactercda e alvejante, sendo utlzado para cloração de pscnas, e é venddo no mercado consumdor em solução como Água santára, Cândda, Q-boa, etc. Para abrcá-lo, reage-se gás cloro com soda cáustca: C 2 1 2 NaOH NaC 1 NaC O 1 H 2 O A massa de soda cáustca necessára para obter 149 kg de hpoclorto de sódo, NaC O, é: a) 40 kg c) 120 kg e) 200 kg b) 80 kg d) 160 kg 2 mol de NaOH 1 mol de NaC O 80 g 74, g x 149 kg x 160 kg Alternatva d. (UFPE) A gpsta é um mneral de cálco (CaSO 4? 2 H 2 O) e é utlzada como matéra-prma na abrcação de gesso. Ao ser aquecda a 120 C, ela perde moléculas de água, transormando-se no semhdrato (CaSO 4 ) 2 H 2 O. Se aquecermos 344 qulogramas de gpsta, quantos qulogramas de sem-hdrato serão obtdos? a) 290 c) 80 e) 688 b) 172 d) 720 Equação da reação envolvda: 2 CaSO 4? 2 H 2 O (s) (CaSO 4 ) 2 H 2 O (s) 1 3 H 2 O (v) 2 mol 1 mol 344 g 290 g 344 kg x x 290 kg Alternatva a.
6 (Fepar-PR) A vtamna C, também conhecda como ácdo L-ascórbco, o solada pela prmera vez sob orma de pó crstalno branco, em 1922, pelo pesqusador húngaro Szent-Györg. Por apresentar comportamento químco ortemente redutor, atua, numa unção protetora, como antoxdante; na acumulação de erro na medula óssea, baço e ígado; na proteção de colágeno (proteína do tecdo conjuntvo); na manutenção da resstênca a doenças bacteranas e vras; na ormação de ossos e dentes; na manutenção dos caplares sangüíneos, entre outras. SILVA, Luz A. da; FERREIRA, Geraldo Alberto; SILVA, Roberto Rbero da; Químca Nova na Escola, 199, vol. 2. Para reagr com um grama de vtamna C, quantdade especcada em rótulo de medcamentos, quantos gramas de odo seram necessáros? Dado: C 6 H 8 O 6 1 I 2 C 6 H 6 O 6 1 2 HI a) 1,44 g c) 47,9 g e) 1 g b) 180 g d) 3, 1 mol de C 6 H 8 O 6 1 mol I 2 176 g 24 g 1 g x x 1,44 g Alternatva a. 7 (UFF-RJ) Acompanhando a evolução dos transportes aéreos, as modernas caxas-pretas regstram centenas de parâmetros a cada segundo, consttundo recurso undamental na determnação das causas de acdentes aeronáutcos. Esses equpamentos devem suportar ações destrutvas e o ttâno, metal duro e resstente, pode ser usado para revest-los externamente. O ttâno é um elemento possível de ser obtdo a partr do tetracloreto de ttâno por meo da reação nãobalanceada: TC 4 (g) 1 Mg(s) MgC 2 (s) 1 T(s) Consdere que essa reação o ncada com 9, g de TC 4 (g). Supondo que a reação seja total, a massa de ttâno obtda será, aproxmadamente: a) 1,2 g c) 3,6 g e) 7,2 g b) 2,3 g d) 4,8 g Equação balanceada: TC 4(g) 1 2 Mg (s) 2 MgC 2(s) 1 T (s) 1 mol 1 mol 187 g 4 g 9, g x x 2,29 g (aproxmadamente 2,3 g) Alternatva b.