1. ESTUDO DOS GASES: EXERCÍCIOS

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

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

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

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

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. 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. 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 .

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. 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. 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. 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. 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. 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. 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

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. 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. 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

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. 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. 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. 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. 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