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563CAPÍTULO 31 | QUANTIDADE DE MATÉRIA E EQUAÇÃO DE ESTADO 11. (Vunesp-SP) Para determinar a massa molar de uma substância desconhecida, porém líquida, pura e com ponto de ebulição inferior a 100 °C, pode-se utilizar uma técnica que consiste em in- troduzir a amostra em um bulbo de Dumas e submetê-lo a aquecimento em banho-maria. 14. (UPF-RS) Um gás desconhecido foi obtido de uma reação química e foi coletado em um frasco pró- prio para gases. A massa inicial do frasco com o gás coletado foi de 34,867 g. Foi elaborado um sistema de medição do volume desse gás em água, de acordo com a figura abaixo. Um experimento nesse procedimento forneceu os seguintes resultados: massa de vapor 5 1,0 g; vo- lume do bulbo 5 410 cm3; pressão 5 1 atm e tem- peratura 5 90 °C. Considere R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21. Calcule a massa molar da substância. a) 16,2 g/mol b) 32,4 g/mol c) 54,6 g/mol d) 72,6 g/mol e) 108 g/mol 12. (Uece) Uma amostra de gás causador de chuva ácida, com massa de 4,80 g, ocupa um volume de 1 litro quando submetido a uma pressão de 1,5 atm e a uma temperatura de 27 °C. Esse gás é o a) dióxido de enxofre (SO 2 ). b) trióxido de enxofre (SO 3 ). c) óxido nítrico (NO). d) dióxido de nitrogênio (NO 2 ). 13. (UEG-GO) Uma massa de 708 g de um alcano foi armazenada em um recipiente de volume igual a 30 L e exerce uma pressão de 10 atm quando a temperatura é igual a 27 °C. Dado: R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21 De acordo com os dados apresentados, o com- posto contido no recipiente é o: a) etano (C 2 H 6 ). b) butano (C 4 H 10 ). c) metano (CH 4 ). d) propano (C 3 H 8 ). X X X Após deslocar um volume de 224 cm3 de água da proveta, é realizada uma nova medição da massa do frasco, encontrando-se uma massa de 34,227 g. Considerando que o gás segue o modelo de gás ideal, assinale a alternativa que representa o gás da reação química. Dados: 1 mol de gás ideal 5 22,4 L a) Hidrogênio (H 2 ). b) Carbônico (CO 2 ). c) Metano (CH 4 ). d) Pentano (C 5 H 12 ). e) Hélio (He). 15. (Uece) Com algumas informações e utilizando uma das leis dos gases ideais adaptada aos gases reais, é possível determinar a massa molecular de uma substância no estado gasoso. Baseado nesta informação, considere a seguinte situação: um balão com capacidade de 5 L encerra 16,77 g de um gás submetido a uma pressão de 2 atm, a uma temperatura de 47 °C. Utilizando estes da- dos e sabendo-se que esse gás apresenta liga- ções covalentes duplas em sua estrutura, pode- -se concluir acertadamente que o gás contido no balão é o Dado: R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21. a) dióxido de carbono (CO 2 ). b) eteno (C 2 H 4 ). c) acetileno (C 2 H 2 ). d) propano (C 3 H 8 ). 16. (UFG-GO) Em um experimento, 90 cm3 de um gás são injetados em uma proveta submersa, de modo que o nível do gás em seu interior tenha a mesma X X R e p ro d u ç ã o /V u n e s p , 2 0 0 8 R e p ro d u ç ã o /U P F- R S , 2 0 1 6 . 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap31_p553a566.indd 563 7/2/18 1:49 PM 564 UNIDADE 9 | GASES altura que a água da cuba, conforme esquema apresentado a seguir. O experimento ocorre a 29 °C. A massa do gás injetado é de 203 mg. preso em seu interior. Eles são formados a partir de uma combinação de temperaturas baixas e pressão elevada e são encontrados no limite das plataformas continentais, onde o leito marinho entra em súbito declive até chegar ao fundo do oceano. Acredita-se que as reservas dessa substância sejam gigantescas. A estimativa é de que haja mais energia armazenada em hidrato de metano do que na soma de todo petróleo, gás e carvão do mundo. Ao reduzir a pressão ou elevar a temperatura, a substância simplesmente se quebra em água e metano – muito metano. Um metro cúbico do composto libera cerca de 160 metros cúbicos de gás a pressão e temperatura ambiente, o que o torna uma fonte de energia al- tamente intensiva. [...] Disponível em: http://www.bbc.co.uk/portuguese/ noticias/2014/04/140421_energia_|metano_ms.shtml. Acessado em 21/04/2014. Texto adaptado. Dado: R 8,2 10 m atm K mol 5 3 1 1 5 ? ? ? ? 2 2 2 Para armazenar todo o gás do interior de 1 m3 de “gelo de fogo” num cilindro de 1 m3 e à temperatu- ra de 0 °C, é necessária uma pressão (em atm) de: a) 160. b) 146. c) 96. d) 48. e) 1. Texto para a próxima questão: O gás hidrogênio pode ser produzido em laboratório a partir da reação química entre zinco metálico e ácido clorídrico, conforme esquema e equação quí- mica não balanceada apresentados a seguir. Zn 1 2 HC, → H 2 1 ZnC, 2 Dados: d HC, > 1,2 g/mL; R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21. X Dados: Pressão de vapor da H 2 O a 29 °C 5 5 30 mmHg; R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21 Considerando o exposto, determine a massa mo- lar do gás em questão. 17. Leia o texto para responder os itens abaixo: Acidente com gás: congestionamento em SP chega a 126 km O acidente ocorrido na Marginal Pinheiros às quatro horas da madrugada desta sexta-feira, 23, continua prejudicando o trânsito em toda zona Sul da cidade. Segundo a Companhia de Engenha- ria de Tráfego (CET), às 10h30 a lentidão do trânsito na capital atingia 126 quilômetros, ante uma mé- dia de 37 km para o horário. A dimensão do aci- dente levou a CET a suspender rodízio de carros. Uma carreta tombou [...], derrubando dez cilindros de gás t-butil mercaptana, dos quais dois vazaram. O gás é inflamável, mas não é tóxico; seu cheiro é muito forte e atingiu até a região do Parque do Ibirapuera, causando náuseas e dores de cabeça na população. [...] O Estado de S. Paulo. Disponível em: <http://brasil.estadao.com.br/ noticias/geral,acidente-com-gas-congestionamento- em-sp-chega-a-126-km,20060623p28214>. Acesso em: 19 jan. 2018. Considerando que em cada cilindro de 1 640 L há 1,8 tonelada de t-butil mercaptana, exercendo uma pressão de 300 atm a 27 °C, determine: a) a massa molar desse gás; b) a fórmula molecular do t-butil mercaptana, sabendo que esse gás possui quatro átomos de carbono, além dos elementos enxofre e hi- drogênio. Dados: H 5 1, C 5 12, S 5 32. 18. (UFPR) “Gelo de fogo” escondido em permafrost é fonte de energia do futuro? [...] Conhecido como “gelo que arde”, o hidrato de metano consiste em cristais de gelo com gás R e p ro d u ç ã o /U F G -G O , 2 0 1 4 . R e p ro d u ç ã o /U F G -G O 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap31_p553a566.indd 564 7/2/18 1:49 PM 565CAPÍTULO 31 | QUANTIDADE DE MATÉRIA E EQUAÇÃO DE ESTADO 23. (Unicamp-SP) Aqui temos uma experiência mui- to interessante: num frasco de 380 mL e massa 100,00 g foram colocados cerca de 5 g de uma substância líquida. O frasco foi fechado com uma tampa com um orifício muito pequeno. A seguir, foi levado a uma estufa regulada em 107 °C, tem- peratura essa acima do ponto de ebulição da substância adicionada. Assim que não se percebeu mais líquido no inte- rior do frasco, esse foi retirado da estufa e deixa- do esfriar até a temperatura ambiente. Formou- -se um pouco de líquido no fundo. Pesou-se o sistema e observou-se a massa de 101,85 g. a) Qual a quantidade de líquido, em mol, que so- brou no frasco? b) Qual é a massa molar da substância do expe- rimento? c) A molécula da substância do experimento é constituída por apenas 1 átomo de carbono e mais 4 átomos iguais. Escreva a sua fórmula estrutural e o seu nome e explicite como pro- cedeu para descobri-la. (Use a tabela periódica.) 24. (UEL-PR) Um balão de vidro de 1 litro, com tornei- ra, aberto ao ar, foi ligado a uma “bomba de vácuo” durante algum tempo. Considerando-se que essa bomba é eficiente para baixar, a 25 °C, a pressão até a 1024 mmHg, após fechar a torneira, quantos mols de oxigênio (O 2 ) foram retirados do balão? (O que resta de ar no balão é desprezível.) (Dados: volume molar dos gases a 1 atm e 25 °C 5 5 25 L/mol; composição aproximada do ar5 80% de N 2 e 20% de O 2 (% em mol); pressão atmosfé- rica 5 760 mmHg.) a) 1 ? 1022 mol b) 2 ? 1022 mol c) 4 ? 1022 mol d) 8 ? 1023 mol e) 8 ? 1024 mol 25. (Uerj) Para descrever o comportamento dos gases ideais em função do volume V, da pressão P e da temperatura T, podem ser utilizadas as seguintes equações: Equação de Clapeyron Equação de Boltzmann P V n R T? 5 ? ? P V N k T? 5 ? ? n número de mols2 N número de moléculas2 R constante dos gases2 k constante de Boltzmann2 X 19. (UFG-GO) Levando em consideração a presença de 5 mg de hidrogênio no interior do frasco cole- tor com capacidade de 100 mL, e que ele esteja fechado, conclui-se que a pressão resultante, em atm, no interior do frasco a 25 °C será, aproxima- damente, igual a: a) 0,12. b) 0,24. c) 0,36. d) 0,60. e) 1,20. 20. (Uerj) Dois balões idênticos são confeccionados com o mesmo material e apresentam volumes iguais. As massas de seus respectivos conteúdos, gás hélio e gás metano, também são iguais. Quan- do os balões são soltos, eles alcançam, com tem- peraturas idênticas, a mesma altura na atmosfera. Admitindo-se o comportamento ideal para os dois gases, a razão entre a pressão no interior do ba- lão contendo hélio e a do balão contendo metano é igual a: a) 1. b) 2. c) 4. d) 8. 21. (Fuvest-SP) Uma equipe tenta resgatar um barco naufragado que está a 90 m de profundidade. O porão do barco tem tamanho suficiente para que um balão seja inflado dentro dele, expulse parte da água e permita que o barco seja içado até uma profundidade de 10 m. O balão dispõe de uma válvula que libera o ar, à medida que o barco sobe, para manter seu volume inalterado. No início da operação, a 90 m de profundidade, são injetados 20 000 mol de ar no balão. Ao alcançar a profun- didade de 10 m, a porcentagem de ar injetado que ainda permanece no balão é: (Dados: pressão na superfície do mar 5 1 atm. No mar, a pressão da água aumenta de 1 atm a cada 10 m de profundidade. A pressão do ar no balão é sempre igual à pressão externa da água.) a) 20. b) 30. c) 50. d) 80. e) 90. 22. Resfria-se um recipiente contendo 37,3 L de vapor de água a 100 °C e 0,82 atm de pressão, até que todo o vapor se liquefaça. Qual o volume de água líquida obtida nas condições ambientes? (Dados: R 5 0,082 atm ? L ? mol21 ? K21; massa molar do H 2 O 5 18 g ? mol21; densidade do H 2 O nas condições ambientes 5 1,0 kg/L.) a) 18,0 L b) 1,0 L c) 1 18 cm3 d) 22,4 cm3 e) 18 cm3 X X X X 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U9_Cap31_p553a566.indd 565 7/2/18 1:49 PM