ESTUDO DOS GASES - EXERCÍCIOS

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  • @AtomAni1 Caro Ana Paula, Não sou eu quem colocou online essa apresentação, porem em relação a sua pergunta da questão 8.
    Não é cometido nenhum erro no calculo, pois o reagente limitante é o CaCO3. No momento em que ele é consumido não é, mas formado H2CO3, que é decomposto em CO2 + H2O, como o autor indica corretamente. Para o caso do acido clorídrico (e alguns outros ácidos), poderia chegar num primeiro momento a pensar num aumento da pressão, devido ao cloro, que é gás, mas este reage com o Ca+2, formando CaCl2, que é um solido branco, de igual forma reage o Ca+2, para os demais ácidos. Espero ter ajudado um pouquinho. Luis G. V. G.
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  • É esse o tipo de questão que eu procurava! Questões muito boas mesmo; nível excelente. Mas tenho uma pequena dúvida em relação à oitava questão: por que devemos desconsiderar a pressão que o ácido em excesso exerce no balão? Não cometeríamos um erro de cálculo ao fazê-lo?
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  • A 1 Questão tem um erro não tem a opção A , começando da B até F
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  • Gostei do nível das questões, pois as mesmas podem ser utilizados no ensino médio das escolas públicas.
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  • calcule o volume que deve ocupa 68g amenioco nh3para a temperatura de c esse gas axerça a pressa de 1830
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ESTUDO DOS GASES - EXERCÍCIOS

  1. 1. ESTUDO DOS GASES: EXERCÍCIOS
  2. 2. Estudo dos Gases <ul><li>Pressão – Volume – Temperatura </li></ul><ul><li>Leis dos gases – Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac </li></ul><ul><li>Equação de Estado – Equação Geral de um Gás Ideal </li></ul><ul><li>Misturas Gasosas – Pressão Parcial – Volume Parcial </li></ul><ul><li>Densidade – Velocidade – Energia Cinética </li></ul><ul><li>- Poluentes atmosféricos </li></ul>
  3. 3. <ul><li>1- (ITA-SP) A pressão total do ar no interior de um pneu era de 2,30 atm quando a temperatura do pneu era de 27 0 C. Depois de ter rodado certo tempo com esse pneu, mediu-se novamente sua pressão e verificou-se que ela agora era de 2,53 atm. Supondo uma variação do volume do pneu desprezível, a nova temperatura será igual a: </li></ul><ul><li>29,7 0 C </li></ul><ul><li>57,0 0 C </li></ul><ul><li>33,0 0 C </li></ul><ul><li>330 0 C </li></ul><ul><li>n.d.a </li></ul>
  4. 4. Solução Volume constante  transformação isométrica  Charles e Gay-Lussac P 1 = 2,30 atm P 2 = 2,53 atm t = 27 0 C T = 300 K T 2 = ? Volume Constante LETRA  B = 57 0 C Observe que, sempre trabalhamos em Kelvin nas expressões. Depois, se preciso, transformamos novamente para Celsius
  5. 5. <ul><li>2- Uma certa massa gasosa, exerce uma pressão P 1 , ocupando um volume V 1 . Para que o volume reduza de ¼ , a pressão dessa massa gasosa, mantendo-se a temperatura constante deve: </li></ul><ul><li>Aumentar de ¼ da inicial </li></ul><ul><li>Diminuir de ¼ da inicial </li></ul><ul><li>Aumentar de 1/3 da inicial </li></ul><ul><li>Diminuir de 1/3 da inicial </li></ul><ul><li>Os dados não são suficientes </li></ul>
  6. 6. Solução Temperatura constante  transformação isotérmica  Boyle-Mariotte P 1 V 1 = P 2 V 2 ou P inicial .V inicial = P final . V final P 1 = P 1 P 2 = ? T 1 = T 1 T 2 = T 1 V 1 = V 1 reduza de 1/4  V 2 = ? Temperatura constante P 1 = 1 (inteiro) P 2 = ? V 1 = 1 ou 4/4 reduz de ¼ V 2 = 4/4 – ¼ = 3/4 A pressão final é 4/3 da inicial. Para que o volume inicial reduza de ¼ , deve ocorrer um aumento de 1/3. LETRA C
  7. 7. <ul><li>3- (FIA-SP) Uma amostra de nitrogênio gasoso ocupa um volume de 20 ml a 27 0 C e à pressão de 800 mmHg. Que volume ocuparia a amostra sob O 0 C e 800 mmHg? </li></ul><ul><li>20,2 ml </li></ul><ul><li>19,5 ml </li></ul><ul><li>18,2 ml </li></ul><ul><li>12,5 ml </li></ul><ul><li>10,2 ml </li></ul>
  8. 8. Solução Pressão constante  transformação isobárica  Lei Charle, Gay-Lussac V 1 = 20 ml = 0,02 L V 2 = ? t 0 C = 27 0 C = 300 K t 0 C = 0 0 C = 273 K P 1 = 800 mmHg P 2 = 800 mmHg Pressão constante LETRA  C
  9. 9. <ul><li>4- (ITA-SP) 1,7 t de gás amônia vazou e espalhou-se uniformemente em certo volume da atmosfera terrestre, a 27 0 C e 760 mmHg. Medidas mostraram que a concentração de amônia neste volume de atmosfera era de 25 partes, em volume, do gás amônia, em um milhão de partes, em volume, de ar. O volume da atmosfera contaminado por esta quantidade de amônia foi de : </li></ul><ul><li>0,9 . 10 2 m 3 </li></ul><ul><li>1,0 .10 2 m 3 </li></ul><ul><li>9,0 . 10 7 m 3 </li></ul><ul><li>10 . 10 7 m 3 </li></ul><ul><li>25 . 10 8 m 3 </li></ul>
  10. 10. Solução 1,7 t NH 3 = 1,7 . 10 6 g 25 partes NH 3  10 6 partes de ar 27 0 C  300 K 760 mmHg  1 atm 25 v NH 3 -------------------- 10 6 v ar 24,6.10 5 L NH 3 ---- x = 0,98 .10 11 litros de ar 10 3 litros ----------------- 1m 3 0,98 .10 11 litros de ar----x m 3 = 0,98 . 10 8 m 3 ou 9,8 . 10 7 m 3  10.10 7 m 3 LETRA  D R = 0,082 atm.L.mol -1 K -1
  11. 11. <ul><li>5- (Fameca-SP) Um gás diatômico X 2 está confinado em um recipiente de 200 L, a uma temperatura de 127 0 C e pressão de 3,28 atm. O número de átomos existente dentro do recipiente é : </li></ul><ul><li>1,2 .10 25 </li></ul><ul><li>7,6 .10 25 </li></ul><ul><li>9,1 . 10 23 </li></ul><ul><li>4,6 . 10 23 </li></ul><ul><li>2,4 . 10 25 </li></ul>
  12. 12. Solução X 2  V = 200 L  127 0 C = 400 K  P= 3,28 atm  Número de átomos = ? 1 mol X 2  2 mols de átomos X  12,0 . 10 23 átomos X 20 mols X 2 --------------------------  x = 240,0 .10 23 átomos X ou 2,4 .10 25 átomos X LETRA  E
  13. 13. 6- (ITA-SP) Dois balões de mesmo volume são unidos por um tubo de volume desprezível, provido de torneira. Inicialmente o balão A contém 1,00 mol de um gás ideal e em B há vácuo. Os dois balões são mantidos às temperaturas indicadas no desenho abaixo. A torneira é aberta durante certo tempo. Voltando a fechá-la verifica-se que a pressão em B é 0,81 do valor da pressão em A . Quanto do gás deve ter sobrado no balão A ? A 400K B 324K a) 0,20 mol b) 0,40 mol c) 0,50 mol d) 0,60 mol e) 0,80 mol
  14. 14. Solução IMPORTANTE: Sempre que preciso, você poderá relacionar, multiplicar, somar....as expressões que você conhece, desde que você obedeça uma lógica. Esse procedimento ajuda ...e muito! P A = P A P B = 0,81 P A T A = 400 K T B = 324 K V A = V A V B = V A n A = 1 mol n B = ? P A V A = n A .R.T A P B V B = n B .R.T B Se antes existia 1 mol em A  no final existe 0,5 mol em B  Em A , fica somente 0,5 mol .
  15. 15. <ul><li>7- (FCC-BA) Em um cilindro há um gás sob pressão de 5,0 atm à temperatura T. Em outro cilindro, de mesma capacidade, há outro gás sob pressão de 40 atm, também à temperatura T. Em relação ao primeiro cilindro há, no segundo cilindro, um número de moléculas : </li></ul><ul><li>Dez vezes maior </li></ul><ul><li>Oito vezes maior </li></ul><ul><li>Dez vezes menor </li></ul><ul><li>Oito vezes menor </li></ul><ul><li>cinco vezes menor </li></ul>
  16. 16. Solução Cilindro A Cilindro B V A V B  V A = V B P A = 5 atm P B = 40 atm T A T B  T A = T B P A .V A = n A .R.T A P B .V B = n B .R.T B LETRA  B
  17. 17. 8- (EFEI-MG) Em um balão de vidro de 500 ml, que resiste a pressões de 5 atm, estão para ser colocados em reação 10 g de CaCO 3 e ácido em excesso, à temperatura ambiente de 300 K. Se o balão for fechado hermeticamente e a reação for completa, o recipiente resistirá à pressão interna? Dados: Ca- 40; C-12; O-16
  18. 18. Solução V do balão = 500 ml  Pressão que suporta = 5 atm CaCO 3 = 10 g  CaCO 3 = 100 g/mol  300 K CaCO 3 + 2 H +  Ca +2 + H 2 CO 3 + H 2 O + CO 2 1 mol CaCO 3 = 100 g ---------------------------------------- 1mol CO 2 10 g ----------------------------------------x = 0,1 mol CO 2 Cálculo da pressão exercida por 0,1 mol CO 2 , nas condições dadas: P.V = n.R.T P.0,5 = 0,1.0,082.300 P = 4,92 atm Como o recipiente suporta até 5 atm de pressão, ele resistirá a pressão produzida na reação
  19. 19. 9- (FUVEST-SP) Uma concentração de 0,4% de CO no ar ( em volume) produz a morte de um indivíduo em um tempo relativamente curto. O motor de um carro desajustado pode produzir 0,67 mols de CO por minuto. Se o carro ficar ligado em uma garagem fechada, com volume de 4,1.10 4 litros, a 27 0 C, em quanto tempo a concentração de CO atingirá o valor mortal? Suponha que a pressão total se mantenha constante, com valor de 1,0 atm, e que a concentração de CO inicial no ar seja nula. R = 0,082 atm.L.mol -1 .K -1
  20. 20. Solução CO  0,4% volume  0,4 v de CO ----100 v de ar ou 0,4 mol de CO para 100 mol de ar Dose letal de CO  0,4 % volume Motor  0,67 mol de CO por minuto 27 0 C = 300 K  P = 1,0 atm  R = 0,082  V garagem = 4,1. 10 4 litros Cálculo n 0. de mols de ar: Cálculo do n 0. mols CO letal na quantidade de mols de ar acima: 100 mols ar -------------0,4 mols CO 1660 mols ar------------x = 6,64 mols CO Dose letal 0,67 mols CO ---- 1 minuto 6,64 mols CO -----x  10 minutos
  21. 21. 10-(UFRS) Se o sistema representado abaixo for mantido a uma temperatura constante e os três balões possuírem o mesmo volume, após abrirem as válvulas A e B, a pressão total nos três balões será de: ( Suponha desprezível o volumes dos tubos interligantes) H 2 3atm vácuo He 9atm a) 3 atm b) 4 atm c) 6 atm d) 9 atm e) 12 atm A B
  22. 22. Solução Em exercícios que envolvem balões, geralmente a temperatura não sofre alteração, portanto... transformações isotérmicas. Temperatura constante  P 1 .V 1 + P 2 .V 2 + .... = P final . V final P 1 = 3 atm P 2 = 0 P 3 = 9 atm P final = ? V 1 -------------- = V 2 -----------= V 3 --------------- V final = 3 V 3 .V + O + 9.V = P final .3V LETRA B
  23. 23. 11-(ITA-SP) A concentração de O 2 na atmosfera ao nível do mar é 20,9% em volume. Identifique a opção que contém a afirmação falsa. <ul><li>Um litro de ar contém 0,209 L de O 2 </li></ul><ul><li>Um mol de ar contém 0,209 mol de O 2 </li></ul><ul><li>Um volume molar de ar nas CNTP contém 6,7 g de O 2 </li></ul><ul><li>A concentração de O 2 no ar é de 20,9% em massa </li></ul><ul><li>A concentração de O 2 expressa como uma relação de volume ou uma relação de mol não se altera, se a temperatura ou a pressão são modificadas. </li></ul>
  24. 24. Solução Ar  O 2 = 20,9 % volume significa : 100 v de ar ---------------- 20,9 v de O 2 100 mols de ar ------------ 20,9 mols O 2 fração molar X de O 2 = 0,209 <ul><li>CORRETA: 100 v ar ---- 20,9 v O 2 </li></ul><ul><li>1 L ar -----x = 0,209 L O 2 </li></ul>b) CORRETA: 100 mols ar ----20,9 mols O 2 1 mol ar -------x = 0,209 mols O 2 c) CORRETA: 1 mol ar --- 0,209 mol O 2  0,209 . 32 = 6,68 g de O 2 d) ERRADA : % volume  % massa e) CORRETA: % volume = % mols = fração molar (X) . 100
  25. 25. <ul><li>12- Em um recipiente de 10 litros, temos 3,2 g de O 2 e 13,2 g de CO 2 , numa determinada temperatura e pressão total de 2 atm. Calcule: </li></ul><ul><li>As frações molares dos gases </li></ul><ul><li>As pressões parciais dos gases </li></ul><ul><li>A porcentagem em volume dos gases </li></ul><ul><li>A porcentagem em massa dos gases </li></ul><ul><li>A massa molecular aparente da mistura </li></ul><ul><li>Os volumes parciais dos gases </li></ul>C-12; O-16
  26. 26. Solução Recipiente  3,2 g O 2  13,2 g CO 2  P total = 2 atm  300 K  V=10 L a) b) P parcial O 2  0,4 mols total----- 2 atm 0,1 mols O 2 ----- x = 0,5 atm = P parcial O 2 P parcial CO 2  0,4 mols total ----- 2 atm 0,3 mols CO 2 ----- x = 1,5 atm = P parcial CO 2 Continua 
  27. 27. c) % volume = ? % V = X . 100 % volume O 2 = X oxigênio . 100 = 0,25 . 100 = 25 % volume O 2 % volume CO 2 = X gás carbônico . 100 = 0,75 . 100 = 75% volume CO 2 d) % em massa = ? Massa total = massa O 2 + massa CO 2 = 3,2 + 13,2 = 16,4 g 16,4 g ------- 100% 3,2 g O 2 ---- x = 19,52 % em massa O 2 16,4 g ----------- 100% 13,2 g CO 2 ------ x = 80,48 % em massa CO 2 Importante: Perceba que %massa diferente de %volume e) Map = M oxigênio . X oxigênio + M gás carbônico . X gás carbônico = Map = 32 . 0,25 + 44 . 0,75 = 41  massa molecular aparente da mistura f) V parcial O 2  0,4 mols total ---- 10 L V parcial CO 2  0,4 mols total ------- 10L 0,1 mols O 2 ---- x = 2,5 L O 2 0,3 mols CO 2 -----x = 7,5 L CO 2
  28. 28. IMPORTANTE No exercício anterior poderíamos usar as expressões abaixo, mas dê preferência para soluções que o ajudem a pensar. Coloco abaixo uma expressão que deduzi, que poderá ser usada sem medo de errar ( use-a somente quando você precisar resolver o exercício em menor tempo e se você gostar de decorar fórmulas ) Fórmula deduzida, onde: %molsA= % mols do gás A %massaA= % massa do gás A Map = massa molecular aparente da mistura M A = Massa molar do gás A
  29. 29. <ul><li>13- (FCMSC-SP) A densidade do CH 4 , em determinadas condições de pressão e temperatura é igual a 0,80 g/L. A densidade do CO 2 , nas mesmas condições é igual a: </li></ul><ul><li>1,1 g/L </li></ul><ul><li>2,2 g/L </li></ul><ul><li>3,3 g/L </li></ul><ul><li>4,4 g/L </li></ul><ul><li>5,5 g/L </li></ul>
  30. 30. Solução Nas mesmas condições de temperatura e pressão densidade CH 4 0,80 g/L densidade CO 2 = ? CH 4 = 16 g/mol CO 2 = 44 g/mol LETRA B
  31. 31. 14- O dióxido de enxofre ( SO 2 ), atravessa um pequeno orifício numa velocidade igual a 20 mols por segundo. Nas mesmas condições um certo gás A, atravessa o mesmo orifício numa velocidade igual a 10 mols por segundo. Qual a massa molecular do gás A ? ( dados: S-32; O-16 )
  32. 32. Solução As velocidades de difusão e efusão de um gás A em relação a um gás B são inversamente proporcionais a raiz quadrada de suas densidades; como densidade de um gás é diretamente proporcional a sua massa molecular podemos escrever: V SO 2 = 20 mols/s  M SO 2 = 64 g/mol V A = 10 mols/s  M A = ? Se a raiz quadrada da massa molecular de A é igual a 16, a massa molecular de A é igual a 256. Obs: Os gases numa mesma temperatura
  33. 33. 15- (VUNESP-SP) Uma mistura de 4,00 g de H 2 gasoso com uma quantidade desconhecida de He gasoso é mantida nas condições normais de pressão e temperatura. Se uma massa de 10 g de H 2 gasoso for adicionada à mistura, mantendo-se as condições de pressão e temperatura, o volume dobra. Calcule a massa de He gasoso presente na mistura. Dados: H – 1; He-4 ; R = 0,082 atm.L.Mol -1 .K -1 Volume molar de gás nas CNTP = 22,4 L
  34. 34. Solução Mistura antes  4 g H 2 (2 mols) + x g He = x mols = ? Mistura depois  10 g ( 5 mols)H 2 + 2mols ( H 2 ) + x mols He P.V = ( n total ).R.T  antes  P.V = ( 2 + n He ) .R.T P.V = ( n total ).R.T  depois  P.V = ( 7 + n He ) . R.T 1 mol He --- 4g 3 mols He---x = 12 g

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