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Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos Autor: Diego Souza 31 de Maio de 2024 39471799600 - Naldira Luiza Vieria Diego Souza Aula 13 - somente PDF Índice ..............................................................................................................................................................................................1) Sistemas Gasosos - Teoria 3 ..............................................................................................................................................................................................2) Sistemas Gasosos - Questões Comentadas 20 ..............................................................................................................................................................................................3) Sistemas Gasosos - Lista de Questões 66 SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 2 85 SISTEMAS GASOSOS Considerações Iniciais Olá, pessoal! Tudo joia? Nossa aula de hoje será mais curta, pois trataremos de um assunto relativamente tranquilo: estudo dos gases. Mesmo curta, a aula de hoje é muito importante, pois, caso apareça uma questão em sua prova sobre o tema, você não poderá errar. Desejo-lhe uma boa aula e lembre-se de me procurar caso fique com alguma dúvida. Bons estudos! Instagram: Prof.DiegoSouza Telegram: t.me/profdiegosouza YouTube: Prof. Diego Souza Introdução e teoria cinética dos gases Os gases estão muito presentes em nosso dia a dia, basta refletirmos um pouco para encontrarmos vários exemplos: • Na fotossíntese, reação indispensável para vida vegetal, animal e até humana as plantas, algas e algumas bactérias sintetizam carboidratos e gás oxigênio (O2) a partir do gás dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), utilizando como energia de ativação da reação a luz [em geral, luz solar]; • O próprio gás oxigênio (O2), vital para nossa sobrevivência, é retirado do ar atmosférico que é uma mistura de gases constituído principalmente de nitrogênio (78%), N2, e oxigênio (21%). • Gases presentes na atmosfera tem papel importante na definição dos processos climáticos da terra, a exemplo do gás ozônio (O3), absorvendo parte dos raios ultravioleta vindos do sol, e também do CO2, gás emitido pela queima de combustíveis fósseis, o qual agrava o efeito estufa. • Alguns combustíveis se apresentam na forma gasosa como é o caso do gás hidrogênio (H2) e do metano (CH4). Ainda sobre o aproveitamento comercial, podemos lembrar que os gases podem ser purificados e comprimidos (“empurrados”) para dentro de cilindros de alta pressão para serem utilizados em diversas aplicações industriais e hospitalares. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 3 85 Várias outras aplicações poderiam ter sido citadas, mas fique tranquilo que, em geral, a contextualização/aplicação é trazida no próprio enunciado e o que acaba sendo cobrado, de fato, são os conceitos e operações com as fórmulas e unidades que discutiremos nesse capítulo. Propriedades gerais dos gases e teoria cinética Antes de adentrarmos no estudo das leis dos gases, precisamos entender algumas propriedades gerais dos gases que são bem simples e intuitivas. De início, devemos lembrar que gás é um dos três estados físicos da matéria (sólido, líquido e gasoso). Os sólidos, a exemplo do seu smartphone, apresentam formato e volume fixo. Os líquidos apresentam formato variável, mas seu volume é fixo, ou seja, não adianta “apertar” (comprimir) um líquido, pois seu volume não irá sofrer alterações significativas. E o gás? O gás apresenta forma variável, pois tende a ocupar todo o volume do recipiente, ou seja, adapta- se ao formato do recipiente que o contém. 1 Estado físico Sólido Líquido Gasoso Forma Fixa Variável Variável Volume Fixo Fixo Variável Posição relativa das partículas Em contato em locais fixos do espaço Em contato e sem local fixo (permite movimento) Sem contanto e em posições aleatórias (partículas em alta velocidade no espaço. Como se vê na tabela acima, gases e sólidos apresentam características bem diferentes e o líquido, estado físico entre eles, apresenta propriedades intermediárias. Ainda sobre a tabela acima, note que utilizamos a expressão “partícula” para falar da composição dos gases. Entenda que partículas será a menor unidade da matéria que guarda a composição química gases. E você me pergunta: como assim, teacher? 1 Fonte: Solids, Liquids, and Gases. Disponível em: https://chem.libretexts.org/Courses/Sacramento_City_College/SCC%3A_Chem_309_- _General%2C_Organic_and_Biochemistry_(Bennett)/Chapters/07._States_of_Matter_and_the_Gas_Laws/7.2%3A_Solids%2C_Li quids%2C_and_Gases. Acesso: 13 jan. 2019. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 4 85 No estudo de gases, o termo partícula pode se referir a moléculas ou átomos, a depender do tipo de gás. Gases como gás carbônico (CO2), metano (CH4) e amônia (NH3) são formados por moléculas (átomos combinados), então, nesses casos, partículas de gás corresponderão às suas moléculas. Já os gases nobres, a exemplo de neônio (Ne), argônio (Ar) e hélio (He), são formados por partículas atômicas. Isso acontece porque os elementos químicos do grupo 18, gases nobres, são muito estáveis e, por isso, não se ligam para formar moléculas, apresentando-se na forma atômica, átomos sozinhos (NOTA: guardem essa informação). Além do já discutido, destaco outras três características importantes dos gases: ➢ Suas partículas estão muito afastadas: devido a essa característica, a maioria dos gases são imperceptíveis (visíveis ao olho humano), diferentemente do estado líquido e gasoso, nos quais, há muitas partículas juntas (muito próximas) e conseguimos, então, enxergar com mais facilidade objetos sólidos ou líquidos. As partículas gasosas estão tão distante entre si que podemos considerar que não há interação entre elas. ➢ Suas partículas estão em constante movimento: como veremos mais adiante, para levar uma substância ao estado gasoso, precisamos fornecer a ela energia, na forma de aquecimento, por exemplo. Nessa situação, suas partículas adquirem alta energia cinética ou velocidade, o que resulta em um movimento rápido e contínuo no interior do recipiente para as substâncias no estado gasoso. ➢ Os gases se expandem e também podem ser comprimidos: temos vários exemplos para ilustrar essa característica. Um grande volume de gás pode ser armazenado em pequenos cilindros, graças à sua facilidade de ser comprimido. Por outro lado, se o gás de cozinha da sua residência está vazando, logo você perceberá, pois, o gás tende a expandir e ocupar todo o ambiente (ou o recipiente que o contém) e você acabará sentido o seu cheiro característico. Peço licença para um exemplo pouco comum, mas que, de certo, ajudará a lembrar-se dessa característica dos gases. Se uma pessoa está no mesmo ambiente que você e produz uma flatulência (peido) silenciosa, mas acompanhada de um cheiro fétido, após um certo tempo, você perceberá, já que os gases por ela liberados tendem a ocupar todo o ambiente em que vocês se encontram. Todas as informações descritas sobre os gases nesta seção estão contidas dentro da chamada teoria cinética dos gases. Para finalizar o estudo dessa teoria, devemos lembrar ainda que do movimento desordenado das partículas, ocorrem choques entre elas e também choque delas contra as paredes do recipiente que contém o gás. Além disso,podemos encontrar a pressão final (P2) do gás A: 1 1 2 2 2 2 1000 750 5000 150 PV P V P P Torr Para o gás B, temos: P1 = 600 Pa; V1 = 0,7 L; V2 = 200 mL = 0,2 L Usando a lei de Boyle, podemos encontrar a pressão final (P2) do gás B: 1 1 2 2 2 2 600 0,7 0,2 2100 PV P V P P Pa Portanto, as pressões finais dos dois gases são 150 Torr e 2100 Pa, respectivamente. Resposta: letra A. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 40 85 28. (IDECAN - Ges Amb - SEMACE - 2023) O estado mais simples da matéria é o gasoso, e por isso muitas vezes é estudado preliminarmente para o entendimento posterior de formas mais complexas da matéria. A termodinâmica aplicada aos gases perfeitos estuda várias propriedades da matéria e suas relações para desenvolver equações que expliquem o seu comportamento. Sobre as propriedades das matérias aplicada aos gases perfeitos, assinale a afirmativa incorreta. a) A densidade de um gás ideal é proporcional a sua massa molar, temperatura e sua pressão. b) Dada uma mesma quantidade de gases em um recipiente fechado, sua pressão irá aumentar caso o seu volume diminua. c) Quanto maior a quantidade de matéria em um recipiente fechado a uma pressão P e volume V constantes, menor será sua temperatura. d) Um mol de um gás a uma pressão P e uma temperatura T ocupa o mesmo volume de dois mols desse gás a uma pressão 4.P e temperatura 2T. e) Volume e pressão de um gás são duas grandezas proporcionais tanto à temperatura como ao número de mols desse gás. Comentários: Como o exercício nos disse para assumir o modelo do gás ideal, vamos usar a equação para gases ideais: m PV RT M Letra A: incorreta. Observando a equação dos gases ideais, conseguimos inserir a densidade dentro da fórmula. Relembrando a fórmula da densidade: m d V Temos: 1 1 1V P RT P RT PM dRT m M d M Portanto, a densidade de um gás ideal é diretamente proporcional à sua massa molar e pressão, porém é inversamente proporcional à sua temperatura. Letra B: correta. Esta afirmação está de acordo com a Lei de Boyle, que estabelece que a pressão de uma quantidade fixa de gás a uma temperatura constante é inversamente proporcional ao seu volume. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 41 85 Letra C: correta. Lembrando de P.V = n.R.T temos que se mantido as outras variáveis de forma constante a quantidade de matéria e a temperatura serão inversamente proporcionais já que para manter o valor igual de P.V quando aumentar a quantidade de matéria terá que diminuir a temperatura. Letra D: correta. Esta afirmação está de acordo com a Lei dos Gases Ideais, que estabelece que o volume de um gás ideal é diretamente proporcional ao número de mols do gás e à sua temperatura, e inversamente proporcional à sua pressão. 2 2 4 nRT nRT nR T V V P P P Letra E: correta. Esta afirmação também está de acordo com a Lei dos Gases Ideais. Resposta: letra A. 29. (IDECAN - Ges Amb - SEMACE/2023) Considere o seguinte ciclo de uma máquina térmica descrito e representado na figura abaixo para responder a questão. Um litro de 0,04 mols de um gás ideal a um atm de pressão no ponto 1 é submetido a um aquecimento isovolumétrico até o ponto 2, aumentando 30% sua pressão. Em seguida é realizada uma compressão isotérmica até o ponto 3. Posteriormente, o gás sofre uma expansão adiabática até o ponto 1. Considere que todos os processos ocorrem reversivelmente. Sabendo que a constante universal dos gases é de 0,082 atm.L.K⁻¹.mol⁻¹, calcule a temperatura do ponto 1 e do ponto 2. a) 205 k e 296 k, respectivamente. b) 305 K e 396 k, respectivamente. c) 305 k e 296 k, respectivamente. d) 405 k e 296 k, respectivamente. e) 405 k e 396 k, respectivamente. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 42 85 Comentários: O enunciado da questão fornece as condições iniciais de pressão, volume e quantidade de substância (mols) ao gás em um determinado ponto. O gás, em seguida, passa por um processo isovolumétrico. Podemos usar a equação do gás ideal para calcular as temperaturas do ponto 1 e do ponto 2. PV nRT No ponto 1, temos: P₁ = 1 atm; V₁ = 1 L; n = 0,04 mol; R = 0,082 atm.L.K⁻¹.mol⁻¹. Substituindo as condições do ponto 1 acima na equação do gás ideal, temos: 1 1 1 1 1 1 1 0,04 0,082 . / Kmol 305 PV T nR atm L T mol atm L T K No ponto 2, o enunciado informa que a pressão aumenta em 30% durante o aquecimento isovolumétrico, logo, temos: P₂ = 1,3 atm; V₂ = V₁ = 1 L (porque o processo é isovolumétrico); n = 0,04 mol; R = 0,082 atm.L.K⁻¹.mol⁻¹. Substituindo as condições do ponto 2 na equação do gás ideal, 2 2 2 2 1 1,3 1 0,04 0,082 . / Kmol 396 PV T nR atm L T mol atm L T K Resposta: letra B. 30. (IDECAN - Per Crim - COGERP SE - 2023) Uma mistura de 21 g de bicarbonato de sódio reagiu de forma estequiométrica com ácido acético produzindo acetato de sódio, água e gás carbônico. A reação ocorreu em uma cápsula fechada com volume de 41 cm³ e temperatura de 27°C. Assinale a alternativa que apresenta a pressão na cápsula após a reação ter sido realizada completamente: R= 0,082 atm.L.mol-1.K- 1; Massa Molar: C=12 g/mol; O= 16 g/mol; H= 1 g/mol; Na= 23 g/mol. a) 1,35 atm. b) 1,5 atm. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 43 85 c) 13,5 atm. d) 15,0 atm. e) 150,0 atm. Comentários: O bicarbonato de sódio (NaHCO₃) reage com o ácido acético (CH₃COOH) produzindo acetato de sódio (CH₃COONa), água (H₂O) e gás carbônico (CO₂). A equação química balanceada dessa reação é: NaHCO₃ (aq)+ CH₃COOH(aq) → CH₃COONa(aq) + H₂O(l) + CO₂(g) Para determinar a pressão do gás produzido, precisamos saber a quantidade de mols de CO₂ produzido. Sabemos que a massa molar do bicarbonato de sódio é: 1(23 g/mol) + 1(1 g/mol) + 1(12 g/mol) + 3(16 g/mol) = 84 g/mol Como temos 21 g de bicarbonato de sódio, a quantidade de mols é: n = m/M = 21 g / 84 g/mol = 0,25 mol Como a reação produz 1 mol de CO₂ para cada mol de bicarbonato de sódio, temos que foram produzidos 0,25 mol de CO₂. Agora podemos aplicar a lei dos gases ideais (P.V = n.R.T) para calcular a pressão do gás produzido, sabendo que a constante dos gases ideais (R) é 0,082 atm.L.mol⁻¹.K⁻¹, a temperatura (T) é 27 °C = 273 + 27 = 300 K e o volume (V) é 41 cm³ = 0,041 L. 0,25 0,082 300 150 0,041 PV nRT P atm Resposta: letra E. 31. (Instituto ACCESS - Tec (UFFS) - UFFS - 2023) A matéria pode ser encontrada em vários estados físicos. A proximidade e o grau de agitação das moléculas que a compõem é que definem o seu estado físico. A pressão, a temperatura e as forças sobre a matéria também exercem grande influência em relação ao seu estado físico. Nesse cenário, o estado em que as moléculas da matéria ficam mais agitadas, rápidas e com uma força de repulsão predominante, e o seu volume varia de acordo com a pressão, de modo que a sua expansão e compressão podem ser conseguidas sem dificuldade é denominado a) sólido. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 44 85 b) líquido. c) plasma.d) gasoso. e) condensado de Bose-Einstein. Comentários: Letra A: incorreta. No estado sólido, as moléculas estão muito próximas e com pouca agitação, sendo as forças de atração predominantes. Letra B: incorreta. No estado líquido, as moléculas também estão próximas, porém com uma agitação moderada. As forças de atração ainda são fortes, mas não tanto quanto no estado sólido. Letra C: incorreta. No estado plasma, as moléculas estão muito agitadas, porém esse estado não é facilmente comprimido nem expandido, pois suas partículas estão ionizadas. Letra D: correta. No estado gasoso, as moléculas estão muito agitadas e afastadas umas das outras e a força de repulsão é predominante. Além disso, esse estado físico é facilmente comprimido e expandido, já que suas partículas se movem livremente. Letra E: incorreta. O condensado de Bose-Einstein é um estado da matéria que ocorre em temperaturas muito baixas, próximas ao zero absoluto, em que as partículas passam a se comportar como uma única partícula. Resposta: letra D 32. (Instituto AOCP - Tec (IF MA)/IF MA/2023) A decomposição de 8,4 g de bicarbonato de sódio, sob condições de pressão e temperatura, de 1,0 atm e 300 K, respectivamente, é dada pela reação seguinte: 2 NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) Diante dessas informações, essa reação irá produzir Dado: R (constante dos gases ideais) = 0,08 L∙atm∙mol−¹∙K−¹. a) 0,1 mol de carbonato de sódio. b) 106 g de carbonato de sódio. c) 2,4 L de dióxido de carbono. d) 0,9 g de água. e) 0,05 g de dióxido de carbono. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 45 85 Comentários: O primeiro passo é determinar a quantidade de mols do bicarbonato de sódio que está sendo decomposto. Sabendo que a massa molar do bicarbonato de sódio (NaHCO₃) é aproximadamente 84 g.mol⁻¹, podemos calcular a quantidade de mols utilizando a relação: n = m/M = 8,4 g / 84 g.mol⁻¹ = 0,1 mol Agora, podemos usar a relação estequiométrica da reação para determinar a quantidade de água, carbonato de sódio e dióxido de carbono produzidos. Letra A: incorreta. Quantidade de carbonato de sódio produzido: 2 mol de NaHCO₃ ____________ 1mol de Na₂CO₃ 0,1 mol de ____________ x x = 0,05 mols Na₂CO₃ Letra B: incorreta. Para determinar a massa de carbonato de sódio produzido, multiplicamos a quantidade de mols pela massa molar desse composto (aproximadamente 106 g/mol): m = n.M = m = 0,05 mol x 106 g.mol⁻¹ = 5,3 g de Na₂CO₃ Letra C: incorreta. Para determinar o volume de CO2 precisamos primeiro calcular o número de mols de CO2 produzidos a partir da seguinte relação estequiométrica: 2 mol de NaHCO₃ ____________ 1mol de CO2 0,1 mol de ____________ x x = 0,05 mols CO2 Utilizando a equação dos gases ideais, temos: 0,05 0,08 300 1,2 1 PV nRT V L Letra D: correta. Quantidade de água produzida: 2 mol de NaHCO₃ ____________ 1mol de H2O 0,1 mol de ____________ x x = 0,05 mols H₂O Para determinar a massa de água produzida, multiplicamos a quantidade de mols pela massa molar da água (aproximadamente 18 g/mol): m = n.M = m = 0,05 mol x 18 g.mol⁻¹ = 0,9 g de H2O Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 46 85 Portanto, a reação irá produzir 0,9 g de água. Letra E: incorreta. Para determinar a massa de dióxido de carbono produzido, multiplicamos a quantidade de mols pela massa molar desse composto (aproximadamente 44 g/mol): m = n.M = m = 0,05 mol x 44 g.mol⁻¹ = 2,2 g de CO2 Resposta: letra D 33. (Instituto AOCP - Tec - IF MA/Laboratório/2023) Um balão de borracha para reinalação de 5,0 litros contendo gás oxigênio a 27°C é colocado em uma geladeira a 3°C, sob pressão constante. Diante dessa situação, assinale a alternativa que apresenta a contração (variação) de volume desse balão. Dado: K (Kelvin) = °C + 273. a) 2,0 litros. b) 0,4 litros. c) 4,6 litros. d) 0,2 litros. e) 3,0 litros. Comentários: A questão trata sobre o conceito de gases ideais, no qual, a pressão constante, o volume é diretamente proporcional à temperatura absoluta (em Kelvin). Essa relação é conhecida como a Lei de Charles ou Gay- Lussac, cuja fórmula é V/T = constante. Portanto, podemos estabelecer a seguinte relação para a variação do volume em função da variação da temperatura: 1 2 1 2 V V T T O enunciado da questão fornece os seguintes dados: V1 = 5,0 L; T1= 300K (27°C+273); V2 é o volume final; T2= 276 K (3°C + 273). Substituindo os valores na equação, obtemos: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 47 85 2 2 2 5 300 276 5 276 300 4,6 V V V L Portanto, a contração (variação) de volume será a diferença entre o volume inicial e o volume final: ΔV = V1 - V2 = 5,0 - 4,6 = 0,4 litros. Resposta: letra B 34. (FUNDATEC - Perito Criminal - Química - IGP-RS - 2017) Um processo no qual a temperatura da substância de trabalho permanece constante durante a sua expansão ou compressão é chamado processo: a) Isotérmico. b) Hiperbólico. c) Adiabático. d) Politrópico. e) Isocórico. Comentários: Letra A: correta. Como podemos ver na tabela abaixo, a transformação com temperatura constante é chamada de isotérmica. Função de estado constante Transformação gasosa Pressão Isobárica Temperatura Isotérmica Volume Isovolumétrica, isométrica ou isocórica Massa Isomássica Entropia Isentrópica Letra B: incorreto. O termo diz respeito da função matemática hipérbole. Letra C: incorreto. Adiabático é a transformação sem a transferência de calor. Lembre-se de que a transferência de calor de um sistema não está relacionada somente a temperatura, relaciona-se ao trabalho também. Trocando em poucas palavras, adiabático e isotérmico não são sinônimos! Tenha em mente que apenas, na transformação adiabática, não há transferência de calor. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 48 85 Letra D: incorreto. Processos no qual o comportamento da pressão em função do volume pode ser descrito pela relação abaixo: constantenPV Em que, o n representa um número real. Letra E: incorreto. Isocórico, isométrico e isovolumétrico são nomes atribuídos à transformação a volume constante. Resposta: letra A 35. (IESES - Engenheiro de Gás Natural Júnior - GasBrasiliano - 2014) Em relação às transformações gasosas é correto afirmar: a) Transformação Isobárica: a pressão do gás permanece inconstante. b) Transformação Isotérmica: a temperatura do gás não permanece constante. c) Transformação Isocórica: o volume do gás permanece constante. d) Transformação Isocórica: o volume do gás permanece inconstante. Comentários: Geralmente os nomes das transformações são bem intuitivos. Eles se iniciam com o sufixo iso (do grego, igual) + a função de estado que está constante. Vejamos as relações no quadro abaixo: Função de estado constante Transformação gasosa Pressão Isobárica Temperatura Isotérmica Volume Isovolumétrica, isométrica ou isocórica Massa Isomássica Entropia Isentrópica Mas observe, nem sempre a nomenclatura da transformação será tão intuitiva, como vemos no caso da transformação com volume constante. O nome isocórico vem do grego kohros (khoro, lugar). Resposta: letra C 36. (CESGRANRIO - Técnico em Regulação de Petróleo e Derivados - ANP - 2016) Considereum gás ideal que passa por uma transformação durante a qual sua pressão e o volume que ocupa podem variar, mas sua temperatura é sempre mantida constante. A Lei de Boyle-Mariotte garante que, nessas circunstâncias, o produto entre a pressão P e o volume V ocupado pelo gás é constante. Quando o gás considerado ocupa o volume correspondente a 18 mL, a sua pressão é de 3 atm (atmosferas). Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 49 85 Se a medida do volume ocupado pelo gás for de 2,25ml, então, sua pressão, em atmosferas, medirá a) 33,75 b) 31,50 c) 24,00 d) 13,50 e) 12,00 Comentários: Como dito no enunciado, o experimento de Boyle comprovou que o produto PV é igual uma constante. Desta forma, mesmo que a pressão e o volume variem após uma transformação, o produto permanece o mesmo. Dito isto, podemos escrever a seguinte relação: 1 1 2 2PV PV Na qual, P1 = 3 atm V1 = 18 mL V2 = 2,25 mL Substituindo esses valores, na fórmula acima, temos: 2 3 atm 18 mL 24 atm 2,25 mL P Assim, temos que P2 equivale a 24 atm. Observação: Note que não é necessário converter mL para L já que as unidades de volume presentes no numerador e denominador se anulam. Poupando, desta forma, um tempinho e facilitando os cálculos. Resposta: letra C 37. (UFMT - Técnico de laboratório - Química - UFSBA - 2017) O volume molar dos gases a 25 °C e 1 atm é igual a 24,5 L. Nessas condições de pressão e temperatura, o volume ocupado, em litros, por 168 g de gás ozônio (O₃) será: Dado: Massa molar do O3 = 48 g/mol Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 50 85 a) 128,6. b) 85,00. c) 128. d) 85,75. Comentários: Podemos resolver este exercício a partir de algumas regras de três. A primeira delas é para a conversão da massa de gás ozônio para números de mols: A segunda, é para relacionarmos o número de mol com o volume: Resposta: letra D 38. (CESPE - Químico - FUB - 2015) A figura abaixo representa uma transformação cíclica a que um gás ideal foi submetido. Com relação a essa transformação, julgue o próximo item: A transformação de A para B ocorreu a temperatura constante. Comentários: Diretamente do gráfico, é possível verificar que a transformação de A para B ocorre a pressão constante de 3,0.105 Pa. Para respondermos à questão com mais segurança, precisamos recorrer a equação dos gases ideais: 48 g de O3 _________________________ 1 mol de O3 168 g de O3 _________________________ X X= 3,5 mols de O3 1 mol _________________________ 24,5 L 3,5 mols de O3 _________________________ X X= 85,75 L Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 51 85 P V n R T Isolando R, que é conhecidamente a constante dos gases ideais, temos: P V R n T Sabemos que o volume (V) está variando e P está constante de A para B. Diante disso, para que a relação acima seja mantida constante, como de fato deve ser, a temperatura (T) obrigatoriamente deve variar. Resposta: errado 39. (IF-TO - Técnico de Laboratório - Química - IF-TO - 2018) Um técnico do laboratório de Química do IFTO deseja identificar o conteúdo de um cilindro contendo um gás monoatômico puro. Para isso, coletou uma amostra do gás e determinou sua densidade (d = 5 g∙L-1), a 27 °C e 1 atm. Assumindo o modelo do gás ideal e empregando as informações anteriores, é possível estimar que a massa molar do gás vale: Adotar nessa questão: R = 0,082 atm∙L∙mol-1∙K-1; T(K) = 273 + T(°C) a) 150 g/mol b) 123 g/mol c) 82 g/mol d) 137 g/mol e) 99 g/mol Comentários: Como o exercício nos disse para assumir o modelo do gás ideal, vamos usar a equação para gases ideais: m PV RT M Temos uma sacada bem interessante aqui: foi fornecido a densidade do gás e, observando a equação dos gases ideais, conseguimos inserir a densidade dentro da fórmula: Relembrando a fórmula da densidade: m d V Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 52 85 Temos: 1 1 1V d P RT P RT P RT m M d M M Isolando a massa molar, temos: d M RT P Para facilitar a resolução, é legal que todos os dados que sejam listados e convertidos para as unidades corretas. Nesse sentido, temos: P = 1 atm T(K) = 273 + T(°C) = 300 K d = 5 g∙L-1 Agora é só substituir para encontrarmos a massa molar do gás (M), como segue: 1 1 1 1 5 g L 0,082 atm L mol K 300 K 1atm M = 123 g mol M Resposta: letra B 40. (CESGRANRIO – Operador Jr - PETROQUÍMICA SUAPE - 2011) Um gás ideal é submetido a um processo térmico no qual recebe calor a volume constante. Nesse processo, a temperatura final do gás é 3 vezes maior do que a temperatura inicial. Sabendo-se que a pressão inicial do gás é 1,0 atm, qual a pressão final do gás, em atm, ao final desse processo? a) 9 b) 6 c) 3 d) 3/2 e) 1/3 Comentários: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 53 85 Aqui temos um processo isovolumétrico (Vf = Vi), ou seja, o volume se mantém constante durante a transformação gasosa. Assim, podemos traçar o seguinte paralelo: i f fi i f i f fi i f V V nRTnRT V V P P nRTnRT P P Para visualizarmos bem os dados fornecidos, vamos listá-los abaixo: Tf = 3Ti Pi = 1,0 atm Pf =? Agora podemos substituir o Pi =1 e Tf = 3Ti para que tenhamos tudo nas condições iniciais: 3 3 atmi i f f T T P P Resposta: letra C 41. (CESGRANRIO - Técnico Químico - LIQUIGÁS - 2018) Uma mistura gasosa contém H2 e Ne, exercendo pressão total de 5 atm, sob condições ideais. Sabendo-se que a massa de Ne na mistura é 4 vezes maior que a massa de H2, a pressão parcial do H2, em atm, teria um valor mais próximo de Dado M (H2) = 2 g mol-1 M (Ne) = 20 g mol-1 (RT/V) = 1 atm mol-1 a) 2,5 b) 3,6 c) 4,2 d) 5,0 e) 5,8 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 54 85 Comentários: Aqui temos uma questão de mistura gasosa. Observe que nos foi fornecido a pressão total e também a razão entre a quantidade de H2 e He. Com a razão dada, podemos supor uma massa para os gases e convertê-la para número de mols, tranquilamente. Para facilitar nossas contas, podemos adotar a massa de H2 igual a 2 g e assim, temos que a massa de Ne será 8 g (pois é 4 vezes maior). A conversão da massa de Ne para número de mols é feita com a regra de três abaixo: Já a conversão da massa de H2 para número de mols é simples, temos 2 g e a massa molar é 2 g mol-1, assim, temos 1 mol de H2. Desta forma, a soma dos números de mols é: 2 ( ) 0,4 mol 1mol = 1,4 mol t Ne H t n n n n Com esse valor, podemos calcular a pressão parcial dos gases. Para tanto, basta determinamos a fração molar dividindo o número de mols de um dos gases pelo número de mols total. Como o exercício nos pede a pressão parcial do H2, podemos logo calcular a sua fração molar: 2 1mol = 0,71 1,4 mol H t n n A pressão parcial do H2 é resultante da multiplicaçãoda fração molar pela pressão total: 2 2 2 0,71 5 atm = 3,6 atm H H t t H n P P n P Assim, temos que a pressão parcial do H2 é 3,6 atm. Podemos calcular a pressão parcial seguindo esses passos porque a fração molar nos dá a relação de um gás comparado ao todo. Com isso, ao multiplicar a fração pela pressão total, temos a pressão parcial daquele gás em específico. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 55 85 Resposta: letra B 42. (CESGRANRIO - Profissional de Vendas - Júnior - LIQUIGÁS - 2018) Um gás ideal, inicialmente em (p0, V0, T0), passa por um processo termodinâmico constituído por duas etapas: I) uma expansão isobárica até 2V0; II) uma compressão isotérmica até V0. Sendo (pf ,Tf), respectivamente, a pressão e a temperatura ao fim do processo acima, podem ser escritas essas duas grandezas, em função de (p0 ,T0 ), como: a) (2p0, 2T0) b) (2p0, T0) c) (p0, T0) d) (p0, 2T0) e) (p0 /2, T0) Comentários: Devemos aplicar a equação “piviti=povoto” nas duas etapas, para encontrar a pressão e temperatura finais, em termos de p0 e T0. ETAPA I: uma expansão isobárica até 2V0 2f f o o o o o o f o f o P V P V P V P V T T T T 2f oT T O gás passará para segunda etapa apresentando 2To, 2Vo e Po. ETAPA II: uma compressão isotérmica até V0 2 2 2 2 2 f f f oo o o o f o o o P V P VP V P V T T T T 2f oP P Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 56 85 Desta forma, ao final, o gás apresentará 2To, Vo e 2Po. Resposta: letra A 43. (FAGOC - 2015) “Após um vazamento de etanol, percebeu‐se que 100 L deste sofreram uma reação de combustão. Sabe‐se que a reação de combustão do etanol libera gás carbônico e água.” (Considere que: detanol = 0,789g/cm3; volume molar = 22,4 L, número de Avogadro = 6 x 1023) Qual e o volume molar de gás carbônico, aproximadamente, liberado no vazamento? A) 76832. B) 76,832. C) 7683,2. D) 7,6832 x 102. Comentários: Precisamos encontrar a massa em gramas presente em 100 L de etanol, volume que corresponde a 100.103mL. A densidade do etanol fornecida no enunciado é igual a 0,789g/cm3 ou 0,789g.mL-1. Para obtermos a massa em gramas de etanol , basta aplicarmos os dados na fórmula da densidade. 1 3m d = m = d.V m = 0,789g.mL 100.10 mL V m = 78900 g de etanol Agora que já sabemos a massa de etanol presente em 100 L, precisamos estruturar a reação de combustão e balanceá-la corretamente, conforme apresentado abaixo. A massa molar do etanol, C2H6O, é igual a 46 g/mol. Após obtermos a equação balanceada podemos estabelecer as relações com o volume molar de CO2 produzido da seguinte forma. C2H6O(l) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(l) 46 g __________2.22,4 L 78900 g __________x x = 76841 L de CO2 O valor que mais se aproxima a este, estão exemplificado na opção A, sendo esta a verdadeira. Reposta: letra A Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 57 85 44. (CESGRANRIO - Técnico de Operação Júnior - Petrobras - 2014) Uma mistura gasosa, constituída por 112 g de nitrogênio e 16 g de metano, encontra-se em um recipiente de 30 L a uma pressão de 4 atm. Considerando-se comportamento ideal para os gases, o valor de PCH4 / PN2, isto é, a razão entre as pressões parciais de CH4 e N2 é a) 0,25 b) 0,50 c) 1,00 d) 2,00 e) 4,00 Comentários: Para resolvermos essa questão de mistura de gases, primeiro temos que determinar o número de mols das substâncias presentes. N2: Já a conversão da massa de CH4 para número de mols é simples, pois temos 16 g e a massa molar é 16 g mol- 1, logo, temos 1 mol de CH4. Sabemos que a pressão parcial de um gás é dada por: i i t t n P P n Como foi pedido a relação entre a pressão dos dois gases presentes, podemos estruturar a seguinte equação: 4 4 22 CH t CH t NN t t n P P n nP P n 28 g de N2 _________________________ 1 mol de N2 112 g de N2 _________________________ X X= 4 mols de N2 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 58 85 4 4 4 2 2 2 1 0,25 4 CH CH CH N N N P n P P n P Resposta: letra A 45. (UNESC 2017) O butano, C4H10, é um gás incolor, altamente inflamável, tóxico e inodoro, muito utilizado como gás de cozinha. Se de um cilindro contendo 8,7x10-2Kg de butano forem retiradas 7,5x1023 moléculas desse gás, quantos mols de butano restarão no cilindro? (Dados: Número de Avogadro = 6,0x1023; C4H10 = 58g/mol) A) 0,50 B) 1,25 C) 1,50 D) 1,00 E) 0,25 Comentários: A massa de gás no cilindro é de 8,7x10-2Kg que correspondem a 87 g. Podemos transformar essa massa em número de mols por meio da regra de três abaixo: C4H10 = 58g/mol Em seguida, podemos calcular a quantidade de moléculas de gás metano presentes em 1,5 mol. Sabemos que foram retiradas 7,5x1023 moléculas do cilindro, então, basta subtrair, da quantidade inicial, a quantidade retirada para obtermos o número de moléculas restantes: 9,0x1023 - 7,5x1023 = 1,5x1023 moléculas restante no cilindro. Por fim, devemos calcular o número de mols que correspondem a 1,5x1023 moléculas. 1 mol de C4H10 __________________ 58 g x __________________ 87 g x = 1,5 mol de C4H10 1 mol de C4H10 __________________ 6,0x1023 moléculas 1,5 mol __________________ x x = 9,0x1023 moléculas restantes no cilindro. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 59 85 Resposta: letra E 46. (Unearp - 2017) Um vulcão corresponde a uma estrutura geológica que surge a partir da emissão de magma, gases e partículas quentes do interior da Terra para a sua superfície. Um pesquisador tentou gerar uma mistura de gases similar àquelas encontradas em um vulcão, introduzindo 16g de vapor de água, 4g de SO2 e 1,5g de CO2 em um recipiente de 50 litros, mantido a 126°C. De acordo com essas informações, é correto afirmar que a pressão total dos gases, em atm, é de, aproximadamente, Dadas as massas atômicas: H = 1, S = 32, O = 16 e C = 12 Constante universal R = 0,082 L.atm/mol.K A) 0,55 B) 0,64 C) 0,83 D) 0,91 E) 0,99 Comentários: O primeiro passo é transformar as massas de cada gás em número de mols: Água (H2O): M = 2x1+16 = 18g.mol-1 -1 16 g 0,89 mol 18 g.mol m n n M SO2: M = 32+2x16 = 64g.mol-1 -1 4 g 0,063 mol 64 g.mol m n n M CO2: M = 12+2x16 = 44g.mol-1 1 mol de C4H10 __________________ 6,0x1023 moléculas X __________________ 1,5x1023 X = 0,25 mols de C4H10 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 60 85 -1 1,5 g 0,034 mol 44 g.mol m n n M Somando o número de mols de todos os gases (0,89+0,063+0,034), temos que o número total de mols é 0,987. Convertendo a temperatura para Kelvin, temos: T(K) = 273 + T(oC) T(K) = 273+126 = 399K. Podemos agora aplicar esse número de mols à fórmula geral dos gases para encontrar a pressão total em atm,como segue: PV nRT -1 -10,082 atm0,987 mol . .L . .mol 399 K L . K 50 P 0,64 atmP Resposta: letra B 47. (MEC - 2017) Os combustíveis de origem fóssil, como o petróleo e o gás natural, geram um sério problema ambiental, devido à liberação de dióxido de carbono durante o processo de combustão. O quadro apresenta as massas molares e as reações de combustão não balanceadas de diferentes combustíveis. Considerando a combustão completa de 58 g de cada um dos combustíveis listados no quadro, a substância que emite mais CO2 é o A) etano. B) butano. C) metano. D) propano. E) acetileno. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 61 85 Comentários: Resolvendo essa questão você vai praticar bastante assuntos como balanceamento e cálculos de número de mols, pois é preciso fazer isso para todas as reações, verificando o valor de CO2 formado em cada uma delas. Parece demora, não é mesmo? E é mesmo. A minha sugestão, caso esse tipo de questão apareça em sua prova, deixe-a por último, pois é muito ruim gastar tempo excessivo em uma única questão. Vamos, então, à resolução. Metano (CH4): Primeiramente devemos calcular o número de mols correspondentes a 58 g desse combustível. A massa molar de cada combustível foi fornecida na tabela. m 58 g n = n = = 3,62 mols M 16 g/mol Agora, por meio da equação química balanceada abaixo, podemos calcular a quantidade de CO2 formada a utilizarmos 3,62 mols de gás metano. Veja: Essa mesma logística será necessária para os outros combustíveis. Acetileno (C2H2): m 58 g n = n = = 2,23 mols M 26 g/mol Etano (C2H6): m 58 g n = n = = 1,93 mols M 30 g/mol 1 CH4(g) + 2 O2(g) 1 CO2(g) + 1 H2O(g) 1mol _______ 1mol (teórico) 3,62mol _______ 3,62 mols de CO2(g) (calculado) 2 C2H2(g) + 5 O2(g) 4 CO2(g) + 2 H2O(g) 2 mols ________ 4mol 2,23 mols ________ x x = 4,46 mols de CO2(g) Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 62 85 Propano (C3H8): m 58 g n = n = = 1,32 mols M 44 g/mol Butano (C4H10): m 58 g n = n = = 1 mol M 58 g/mol Por meio dos cálculos pode-se concluir que o acetileno é o combustível que emite maior quantidade de CO2(g) na atmosfera. Resposta: letra E 48. (FCM-PB 2017) Em uma mistura de 3 gases ideais, 30% é representado pelo gás A, o gás B tem uma pressão parcial de 100 mmHg, qual o percentual e a pressão parcial do gás C sendo a pressão total da mistura 200 mmHg? A) 15% e 30 mmHg B) 10% e 20 mmHg C) 20% e 40 mmHg D) 5 % e 10 mmHg E) 1 % e 2 mmHg 2 C2H6(g) + 7 O2(g) 4 CO2(g) + 6 H2O(g) 2 mols ________ 4 mols 1,93 mols ________ x x = 3,86 mols de CO2(g) 1 C3H8(g) + 5 O2(g) 3 CO2(g) + 4 H2O(g) 1 mol ________ 3 mols 1,32 mols ________ x x = 3,96 mols de CO2(g) 2 C4H10(g) + 13 O2(g) 8 CO2(g) + 5 H2O(g) 2 mol ________ 8 mol 1 mol ________ x x = 4 mols de CO2(g) Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 63 85 Comentários: O único conhecimento sobre gases exigidos era a Lei de Dalton que diz a pressão total exercida por uma mistura de gases ideais corresponde à soma das pressões parciais de cada gás que a compõe. Sendo assim, podemos escrever: A B cP P P P O restante da resolução é raciocínio matemático. Uma boa estratégia para resolver a questão é montar uma tabela como segue: Gás P (mmHg) Porcentagem A 30% B 100 C Total 200 100% Precisamos agora encontrar os valores das células em branco. A pressão do gás corresponde a 30% da pressão total que é 200 mmHg, ou seja, 60mmHg (0,3x200). Em relação ao gás B, temos que sua pressão é de 100 mmHg, ou seja, a metade do total, 50%. Se 30% é A, 50% é B, então C só pode ser 20% (100-50-30). Completamos, desta forma, nossa tabela. Gás P (mmHg) Porcentagem A 60 30% B 100 50% C 40 20% Total 200 100% Resposta: letra C 49. (CESMAC - 2017) Considere que a decomposição de certo composto ocorra em um balão fechado de 10L de capacidade, contendo inicialmente o referido composto e ar à pressão de 1,0 atm e temperatura de 25 oC. Na decomposição, é produzido 0,6 mol de N2, 1,2 mol de CO2, 0,1 mol de O2 e 1,0 mol de H2O. A temperatura final atingida é igual a 300 oC. Assim, considerando que os gases comportam-se idealmente, a pressão final no balão, expressa em atmosferas, após a decomposição é, aproximadamente Dados: R = 0,082 atm L mol-1 K-1 A) 25,0 B) 15,5 C) 13,6 D) 8,5 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 64 85 Comentários: Mais uma questão sobre pressões parciais de gases. Devemos sempre lembrar de converter a temperatura de oC para K, antes de utilizar as fórmulas dos gases. Nesse caso, temos: T(K) = 273 + T(oC) T(K) = 273+300 = 573K. Agora podemos utilizar a fórmula, como segue: PV nRT -1 -10,082 atm.(0,6 1,2 0,1 L.mol .1,0) mol . . 573K 10 K L P 13,6 atmP Resposta: letra C Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 65 85 LISTA DE QUESTÕES Sistemas gasosos 1. (AVANÇASP - Prof (SM Arcanjo)/Pref SM Arcanjo/6º ao 9º ano - 2023) Em condições constantes de temperatura e pressão, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. Na química, esta Lei recebe o nome de: a) Lei das Henry. b) Lei de Gay-Lussac. c) Lei de Boyle-Mariotte. d) Lei de Dalton. e) Lei de Avogadro. Comentários: Letra A: incorreta. A Lei de Henry se refere à solubilidade de gases em líquidos, em que a concentração de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial do gás sobre a superfície do líquido. Letra B: incorreta. A Lei de Gay-Lussac se refere à relação direta entre a pressão e a temperatura de um gás, mantendo o volume constante. Quando a temperatura de um gás aumenta, sua pressão também aumenta, desde que o volume seja mantido constante, ou seja, quando o volume é constante temos que pressão e temperatura serão diretamente proporcionais. Letra C: correta. A Lei de Boyle-Mariotte é a que descreve a relação inversamente proporcional entre o volume e a pressão de um gás, mantendo a temperatura constante. Quando a pressão de um gás aumenta, seu volume diminui, desde que a temperatura seja mantida constante. E vice-versa. Letra D: incorreta. A Lei de Dalton descreve a relação entre os componentes de uma mistura de gases e a pressão total da mistura. Segundo esta lei, a pressão total de uma mistura de gases é a soma das pressões parciais de cada componente. Letra E: incorreta. A Lei de Avogadro estabelece que volumes iguais de gases diferentes, na mesma temperatura e pressão, contém o mesmo número de moléculas. Resposta: letra C. 2. (CEBRASPE - Per Crim, POLC AL - 2023) Acerca dos gases, julgue o item a seguir. A alteração de volume de uma determinada massa de um gás provocada pela alteração de pressão a uma temperatura constante é uma transformação isotérmica. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 66 85 3. (CEBRASPE - PerCrim, POLC AL/Engenharia Química, Bioquímica, Química, Química Industrial/2023) Acerca dos gases, julgue o item a seguir. Considere que determinada massa de um gás se encontre submetida à pressão de 6 atm e preencha o volume de 1,5 L. Nesse caso, reduzindo-se isotermicamente a pressão para 2 atm, o volume preenchido será de 0,5 L. 4. (CEBRASPE (CESPE) - Papis (POLC AL)/POLC AL/2023) No que se refere a conceitos aplicados à química, julgue o item a seguir. Se 20 L de nitrogênio (N₂) forem mantidos a 27 ºC e 760 mmHg, e esse gás for aquecido até 87 ºC e pressurizado até 1.420 mmHg, permanecendo estável nessa condição, o novo volume ocupado por esse gás será de 10 L. 5. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL) - 2023)Em condições de pressão constante, o aumento da temperatura de um gás ideal nas CNTP faz que o seu volume diminua. 6. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL)/POLC AL/2023) Acerca dos gases, julgue o item a seguir. A Lei de Boyle-Mariotte determina que, a uma temperatura constante, o volume preenchido por certa massa de gás é inversamente proporcional à pressão por ele exercida. 7. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL)/POLC AL/Engenharia Química, Bioquímica, Química, Química Industrial/2023) O estado gasoso, entre os estados de agregação, é o que permite uma descrição quantitativa simples no que tange a propriedades como quantidade de matéria, pressão, volume e temperatura. Julgue o item a seguir acerca das propriedades dos gases. É possível determinar a massa molar de um gás apolar conhecendo-se apenas o volume ocupado por ele e a sua temperatura. 8. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL)/POLC AL/Engenharia Química, Bioquímica, Química, Química Industrial/2023) Em condições de temperatura constante, o volume ocupado por um gás ideal nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) é inversamente proporcional à pressão a que ele está submetido. 9. (CEBRASPE (CESPE) - PPNT (PETROBRAS)/Operação/2023) Julgue o item seguinte, referente ao estudo dos gases. Os gases diferem de líquidos e sólidos, pois o volume de uma amostra de gás depende fortemente de sua temperatura e da pressão que lhe é aplicada. Experimentalmente, descobriu-se que todos os gases comuns se comportam aproximadamente da mesma maneira, sendo esse comportamento descrito pelas leis dos gases. Assim, para quase todos os gases, o volume de uma amostra de gás a temperatura constante é inversamente proporcional à pressão. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 67 85 10. (CEBRASPE (CESPE) - PPNT (PETROBRAS)/PETROBRAS/Operação/2023) Asfaltenos são hidrocarbonetos policíclicos aromáticos encontrados no petróleo bruto, sendo a precipitação desses compostos um problema para a indústria petroquímica, uma vez que a deposição do asfalteno e de outras macromoléculas sólidas presentes nos reservatórios pode levar ao desgaste e entupimento de tubulações de extração, resultantes da formação de emulsões durante o processo. Para a quantificação de asfaltenos de petróleo, os métodos baseados na solubilidade são os mais adequados, consistindo basicamente na mistura do petróleo com n-heptano para causar sua precipitação, lavagens consecutivas com o mesmo solvente e uma extração com tolueno para o isolamento de material inorgânico. O permanganato de potássio (KMnO₄; M = 158 g/mol) é um dos compostos utilizados na oxidação em meio ácido de asfalteno, sendo necessários 8 g de KMnO₄ para a oxidação de 4 g de asfalteno (M = 900 g/mol). A partir das informações precedentes, e considerando M₇₂₎ = 18 g/mol, julgue o item que se segue. Considere-se que a combustão completa do n-heptano seja processada de acordo com a equação a seguir. C₇H₁₆ (l) + 11 O₂ (g) → 7 CO₂ (g) + 8 H₂O (l) Considere-se, também, que a constante universal dos gases ideais seja igual a 0,082 atm∙L∙mol−¹∙K−¹, que as condições normais de temperatura e pressão (CNTP) correspondam à temperatura de 0 °C e à pressão de 1 atm e que o volume molar de um gás ideal nas CNTP seja 22,4 L. Nessa situação, para a completa combustão de 44,8 L de n-heptano nas CNTP, será necessário um volume de O₂ superior a 500 L. 11. (CEBRASPE (CESPE) - PPNT (PETROBRAS)/PETROBRAS/Operação/2023) Julgue o item seguinte, referente ao estudo dos gases. A investigação da relação entre o volume e a temperatura de um gás mostra que gases sofrem contração quando sujeitos a um aumento significativo de temperatura. Quando a pressão e a quantidade de matéria de um gás são mantidas constantes, o volume desse gás é inversamente proporcional à temperatura. 12. (CETAP - Tec GMAmb (SEMAS PA) - 2023) Um componente do combustível diesel é o hidrocarboneto C₁₂H₂₄, com densidade 0,790gmL⁻¹. Que volume aproximado de CO₂ (medido a 25ºC e 100kPa) é produzido a partir da combustão completa de 2,00L de C₁₂H₂₄, em oxigênio excessivo? a) 2,79L. b) 3,53L. c) 1400L. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 68 85 d) 2790L. e) 3530L. 13. (CEV URCA - Vest - URCA/2023) Uma determinada substância hidratada tem a fórmula MgSO₄ × XH₂O. Quando 350g desse composto é aquecido em uma estufa ocorre a remoção de todas as moléculas de água. Se o vapor liberado por este aquecimento exerce uma pressão de 160atm em um recipiente de volume igual a 2,0L a uma temperatura de 127ºC, calcule o valor de X e marque a opção que apresenta este valor. (use as seguintes massas molares: Mg = 24,0 g/mol, S = 32 g/mol, O = 16 g/mol, H = 1,0 g/mol). (Use R = 0,08atm × L × mol−¹ × K−¹). a) 7,0 b) 10,0 c) 13,0 d) 5,0 e) 3,0 14. (CEV URCA - Vest - URCA/2023) Em um recipiente cilindrico de 2000,0 L foram colocados 2800g de oxigênio (O₂) à temperatura de 400K. Qual é a pressão aproximada que o gás oxigênio está exercendo sobre o cilindro, nesta temperatura? Dados (massa molar do elemento oxigênio, 16g/mol, R = 0, 082L.atm.Mol−¹K−¹) a) 0,42 atm b) 1,43 atm c) 2,44 atm d) 0,75 atm e) 1,02 atm 15. (CEV URCA - Vest (URCA)/URCA/2023) Sobre o estudo das transformações gasosa é correto afirmar: a) Nas transformações isobáricas, ocorre um aumento da temperatura do sistema e uma diminuição do volume do gás. b) Nas transformações isocóricas os gases são submetidos a um aumento do volume. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 69 85 c) Nas transformações adiabáticas os processos de expansão ou compressão são rápidos e não ocorre transferência de calor. d) As transformações isotérmicas podem ser escritas pela equação P/T = constante, onde P é a Pressão e T é a temperatura. e) A expansão de um gás, sempre ocorrerá com o aumento da temperatura sobre o ambiente que que o cerca. 16. (COMPERVE (UFRN) - Qui (UFRN)/UFRN/2023) Considere as afirmativas a seguir sobre o estudo dos gases. I A partir da expressão da Lei de Boyle e Charles, pode-se definir uma escala de temperatura baseada nas propriedades dos gases. II Uma das conclusões de Dalton sobre a Lei das Pressões Parciais é que os gases comportam-se independentemente entre si em uma mistura gasosa. III A equação dos gases ideais é útil para o cálculo de pesos moleculares a partir de medidas de densidade de gases. IV Diz-se que um gás é ideal quando este, simultaneamente, obedece às Leis de Charles e de Gay- Lussac. Das afirmativas, estão corretas a) II e III. b) I e II. c) II e IV. d) I e III. 17. (FGV - PEB (SEDUC TO) - SEDUC TO - 2023) O gás CO₂ de um extintor de incêndio é mais denso doque o ar. À medida que o CO₂ sai do extintor, resfria-se significativamente. O vapor d´água no ar é condensado pelo CO₂ frio e forma uma nuvem branca. O fator que faz com que o gás que sai do extintor seja mais denso que o ar é a a) polaridade. b) interação intermolecular de dipolo. c) massa molar. d) baixa temperatura de ebulição. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 70 85 e) baixa pressão no extintor. 18. (FGV - Professor - SEDUC TO/2023) O transporte de cilindros de gases deve obedecer a normas de segurança para cargas perigosas, pois acidentes com estes produtos podem causar prejuízos à vida humana e ao meio ambiente. Recentemente um cilindro com 10m3 de gás oxigênio, à 27ºC e 200atm sofreu um acidente durante o transporte e ocorreu um vazamento, a pressão do cilindro baixou para 100atm e a temperatura foi mantida. Considerando comportamento de gás ideal, a quantidade aproximada de quantidade de matéria (número de mols) de gás oxigênio que vazou para o ambiente, corresponde a Dado: R = 0,082 atm.L.mol-¹. K-¹ a) 4 x 10⁶ b) 4 x 10⁴ c) 8 x 10³ d) 2,5 x 102 e) 2,5 x 10-7 19. (FGV - Prof (Pref SP)/Pref SP/2023) Dois recipientes contêm metano e amônia, respectivamente, ambos com volume de 10L, e estão sob mesma temperatura (425K) e pressão (0,85 bar). [Dados: massas molares (em g.mol⁻¹). Metano: 16; Amônia: 17. Nesse caso, é correto afirmar que os recipientes contêm a) diferentes números de mol. b) o mesmo número de átomos de hidrogênio. c) o mesmo número de moléculas. d) a mesma massa de gás. e) diferentes pressões parciais. 20. (FGV - Prof (Pref SP)/Pref SP/Ensino Fundamental II e Médio - 2023) “Aceitando a ideia de Boyle de que gases consistem de partículas minúsculas, [Dalton] logo descobriu uma propriedade fundamental dos gases, até hoje conhecida como Lei de Dalton.” Assinale a opção que apresenta corretamente a Lei de Dalton. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 71 85 a) À pressão constante, o volume de uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. b) Todos os compostos consistem de elementos em proporções definidas e simples por peso. c) Volumes iguais, de quaisquer gases, nas mesmas condições de pressão e temperatura, apresentam a mesma quantidade de matéria. d) A pressão absoluta e o volume de uma certa quantidade de gás confinado são inversamente proporcionais se a temperatura permanece constante em um sistema fechado. e) A pressão de uma mistura de gases é igual à soma das pressões que cada gás teria, se estivesse isolado, ocupando o mesmo volume. 21. (FUNATEC - Aux (Palmeirante)/Pref Palmeirante/Laboratório/2023) São riscos associados aos gases laboratoriais, exceto: a) Inflamabilidade. b) Asfixia. c) Desinteria. d) Lesões por baixa temperatura. 22. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá) - 2023) Um experimento com um gás inerte foi conduzido, a partir de 500 ml desse gás a uma temperatura de 300K foi observada uma pressão de 100 KPa. Para observar suas propriedades, esse mesmo gás foi comprimido a 250 ml e levado à temperatura de 270K. Com esses dados expostos, analise as afirmativas a seguir. A constante universal dos gases é 8,314462 L.kPa.K⁻¹.mol⁻¹. I. A pressão final será menor que a inicial pois houve a diminuição da temperatura do experimento. II. A pressão final será maior apesar de haver a diminuição da temperatura do experimento. III. A pressão final será menor que a inicial, pois na reação que ocorre no experimento, o número de mols do gás diminui, conforme Lei de Avogadro. IV. Não há alteração na pressão final, pois com a reação que ocorre no experimento, o número de mols do gás diminui enquanto a pressão aumenta, um compensando o outro. Estão corretas as afirmativas: a) I e III apenas b) I apenas Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 72 85 c) II apenas d) IV apenas 23. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá) - 2023) Um grupo de alunos de graduação em Química tentou fazer a simulação da mistura de gases de um vulcão adicionando 3,2 g SO₂, 12,0 g de H₂O e 0,44 g de CO₂ em um recipiente de 20 l e mantido em 120,0ºC. Sobre essa experiência, analise as afirmativas a seguir e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F). ( ) A pressão total do sistema é maior que a soma das pressões parciais dos gases do experimento. ( ) A quantidade de matéria total no recipiente é a soma do número de mols de cada gás do recipiente. ( ) A pressão parcial de cada gás (Pi) é dado pela fração (ni/ntotal) da pressão final, representada pela equação Pi = Xi.P, onde Xi = ni/ntotal. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo. a) V - V - V b) V - V - F c) F - V - V d) F - F - V 24. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá) - 2023) Um tanque de armazenamento contém inicialmente 300 mol de C₂H₆ (g) a 1,3 atm. 150 mol adicionais de C₂H₆ (g) são bombeados para o tanque à temperatura constante, que é grande suficiente para manter a temperatura também constante. Sabendo-se que a massa molar do C₂H₆ (g) é de 30,07 g/mol e a constante universal dos gases é 0,082 atm.l.mol⁻¹.K⁻¹, assinale a alternativa que corresponde à pressão final dentro do tanque: a) 1,45 atm b) 0,87 atm c) 1,95 atm d) 2,6 atm 25. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá)/2023) Sobre a Teoria Cinética dos Gases, temos que o modelo cinético é baseado em quatro hipóteses: I. As partículas se comportam tanto como onda e como partícula. II. As moléculas não influenciam umas às outras, nunca. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 73 85 III. As moléculas de um gás são pontos infinitesimalmente pequenos. IV. Um gás consiste em uma coleção de moléculas em movimento aleatório contínuo. Estão corretas as afirmativas: a) I e II apenas b) II e III apenas c) III e IV apenas d) II e IV apenas 26. (IBFC - Esp S /Pref Cuiabá/Químico/2023) Observe as seguintes situações: 1. 40,0 mg de Ar está confinado em um frasco de 0,0500 l a 27ºC. 2. 40,0 mg de Kr está confinado em um frasco diferente de 0,0500 l a 27ºC. A constante universal dos gases é 8,314462 L.kPa.K⁻¹.mol⁻¹. Massa molar aproximada: Ar = 40 g/mol, Kr = 80 g/mol. Sobre o assunto, analise as afirmativas a seguir. I. Para ter a mesma pressão do Ar, o Kr tem que estar a 600K. II. Para que os 2 gases tenham a mesma pressão, as temperaturas do Ar e do Kr devem ser iguais. III. O número de mol (n) do Kr é o dobro do número de mols do Ar. Estão corretas as afirmativas: a) I apenas b) I e II apenas c) II apenas d) II e III apenas 27. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá)/Pref Cuiabá/Químico/2023) Em um experimento à temperatura constante, duas situações foram testadas ao mesmo tempo. Um gás A, que estava em um container de 750 ml e uma pressão de 1000 Torr foi transferido para um recipiente de 5 l. Um gás B com um volume inicial de 0,7 l a 600 Pa foi comprimido a 200 ml. Sabe-se que a massa molar do gás A é 76 g/mol e do gás B é 132 g/mol e as constantes universais dos gases é 62,3637 L.Torr.K⁻¹.mol⁻¹ e 8,314462 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 74 85 m³.Pa.K⁻¹.mol⁻¹. Considerandoessa situação, assinale a alternativa que contenha as pressões finais dos dois gases corretas. a) 150 Torr e 2100 Pa b) 0,150 Torr e 21 atm c) 150 Torr e 4200 Pa d) 1,50 Torr e 4,2 Pa 28. (IDECAN - Ges Amb - SEMACE - 2023) O estado mais simples da matéria é o gasoso, e por isso muitas vezes é estudado preliminarmente para o entendimento posterior de formas mais complexas da matéria. A termodinâmica aplicada aos gases perfeitos estuda várias propriedades da matéria e suas relações para desenvolver equações que expliquem o seu comportamento. Sobre as propriedades das matérias aplicada aos gases perfeitos, assinale a afirmativa incorreta. a) A densidade de um gás ideal é proporcional a sua massa molar, temperatura e sua pressão. b) Dada uma mesma quantidade de gases em um recipiente fechado, sua pressão irá aumentar caso o seu volume diminua. c) Quanto maior a quantidade de matéria em um recipiente fechado a uma pressão P e volume V constantes, menor será sua temperatura. d) Um mol de um gás a uma pressão P e uma temperatura T ocupa o mesmo volume de dois mols desse gás a uma pressão 4.P e temperatura 2T. e) Volume e pressão de um gás são duas grandezas proporcionais tanto à temperatura como ao número de mols desse gás. 29. (IDECAN - Ges Amb - SEMACE/2023) Considere o seguinte ciclo de uma máquina térmica descrito e representado na figura abaixo para responder a questão. Um litro de 0,04 mols de um gás ideal a um atm de pressão no ponto 1 é submetido a um aquecimento isovolumétrico até o ponto 2, aumentando 30% sua pressão. Em seguida é realizada uma compressão isotérmica até o ponto 3. Posteriormente, o gás sofre uma expansão adiabática até o ponto 1. Considere que todos os processos ocorrem reversivelmente. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 75 85 Sabendo que a constante universal dos gases é de 0,082 atm.L.K⁻¹.mol⁻¹, calcule a temperatura do ponto 1 e do ponto 2. a) 205 k e 296 k, respectivamente. b) 305 K e 396 k, respectivamente. c) 305 k e 296 k, respectivamente. d) 405 k e 296 k, respectivamente. e) 405 k e 396 k, respectivamente. 30. (IDECAN - Per Crim - COGERP SE - 2023) Uma mistura de 21 g de bicarbonato de sódio reagiu de forma estequiométrica com ácido acético produzindo acetato de sódio, água e gás carbônico. A reação ocorreu em uma cápsula fechada com volume de 41 cm³ e temperatura de 27°C. Assinale a alternativa que apresenta a pressão na cápsula após a reação ter sido realizada completamente: R= 0,082 atm.L.mol-1.K-1; Massa Molar: C=12 g/mol; O= 16 g/mol; H= 1 g/mol; Na= 23 g/mol. a) 1,35 atm. b) 1,5 atm. c) 13,5 atm. d) 15,0 atm. e) 150,0 atm. 31. (Instituto ACCESS - Tec (UFFS) - UFFS - 2023) A matéria pode ser encontrada em vários estados físicos. A proximidade e o grau de agitação das moléculas que a compõem é que definem o seu estado físico. A pressão, a temperatura e as forças sobre a matéria também exercem grande influência em relação ao seu estado físico. Nesse cenário, o estado em que as moléculas da matéria ficam mais agitadas, rápidas e com uma força de repulsão predominante, e o seu volume varia de acordo com a Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 76 85 pressão, de modo que a sua expansão e compressão podem ser conseguidas sem dificuldade é denominado a) sólido. b) líquido. c) plasma. d) gasoso. e) condensado de Bose-Einstein. 32. (Instituto AOCP - Tec (IF MA)/IF MA/2023) A decomposição de 8,4 g de bicarbonato de sódio, sob condições de pressão e temperatura, de 1,0 atm e 300 K, respectivamente, é dada pela reação seguinte: 2 NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + CO₂(g) + H₂O(l) Diante dessas informações, essa reação irá produzir Dado: R (constante dos gases ideais) = 0,08 L·atm∙mol−¹∙K−¹. a) 0,1 mol de carbonato de sódio. b) 106 g de carbonato de sódio. c) 2,4 L de dióxido de carbono. d) 0,9 g de água. e) 0,05 g de dióxido de carbono. 33. (Instituto AOCP - Tec - IF MA/Laboratório/2023) Um balão de borracha para reinalação de 5,0 litros contendo gás oxigênio a 27°C é colocado em uma geladeira a 3°C, sob pressão constante. Diante dessa situação, assinale a alternativa que apresenta a contração (variação) de volume desse balão. Dado: K (Kelvin) = °C + 273. a) 2,0 litros. b) 0,4 litros. c) 4,6 litros. d) 0,2 litros. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 77 85 e) 3,0 litros. 34. (FUNDATEC - Perito Criminal - Química - IGP-RS - 2017) Um processo no qual a temperatura da substância de trabalho permanece constante durante a sua expansão ou compressão é chamado processo: a) Isotérmico. b) Hiperbólico. c) Adiabático. d) Politrópico. e) Isocórico. 35. (IESES - Engenheiro de Gás Natural Júnior - GasBrasiliano - 2014) Em relação às transformações gasosas é correto afirmar: a) Transformação Isobárica: a pressão do gás permanece inconstante. b) Transformação Isotérmica: a temperatura do gás não permanece constante. c) Transformação Isocórica: o volume do gás permanece constante. d) Transformação Isocórica: o volume do gás permanece inconstante. 36. (CESGRANRIO - Técnico em Regulação de Petróleo e Derivados - ANP - 2016) Considere um gás ideal que passa por uma transformação durante a qual sua pressão e o volume que ocupa podem variar, mas sua temperatura é sempre mantida constante. A Lei de Boyle-Mariotte garante que, nessas circunstâncias, o produto entre a pressão P e o volume V ocupado pelo gás é constante. Quando o gás considerado ocupa o volume correspondente a 18 mL, a sua pressão é de 3 atm (atmosferas). Se a medida do volume ocupado pelo gás for de 2,25ml, então, sua pressão, em atmosferas, medirá a) 33,75 b) 31,50 c) 24,00 d) 13,50 e) 12,00 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 78 85 37. (UFMT - Técnico de laboratório - Química - UFSBA - 2017) O volume molar dos gases a 25 °C e 1 atm é igual a 24,5 L. Nessas condições de pressão e temperatura, o volume ocupado, em litros, por 168 g de gás ozônio (O₃) será: Dado: Massa molar do O3 = 48 g/mol a) 128,6. b) 85,00. c) 128. d) 85,75. 38. (CESPE - Químico - FUB - 2015) A figura abaixo representa uma transformação cíclica a que um gás ideal foi submetido. Com relação a essa transformação, julgue o próximo item: A transformação de A para B ocorreu a temperatura constante. 39. (IF-TO - Técnico de Laboratório - Química - IF-TO - 2018) Um técnico do laboratório de Química do IFTO deseja identificar o conteúdo de um cilindro contendo um gás monoatômico puro. Para isso, coletou uma amostra do gás e determinou sua densidade (d = 5 g∙L-1), a 27 °C e 1 atm. Assumindo o modelo do gás ideal e empregando as informações anteriores, é possível estimar que a massa molar do gás vale: Adotar nessa questão: R = 0,082 atm∙L∙mol-1∙K-1; T(K) = 273 + T(°C) a) 150 g/mol b) 123 g/mol c) 82 g/mol Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 79 85 ==1365fc== d) 137 g/mol e) 99 g/mol 40. (CESGRANRIO - Técnico Químico - LIQUIGÁS - 2018) Uma mistura gasosa contém H2 e Ne, exercendo pressão total de 5 atm, sob condições ideais. Sabendo-seque a massa de Ne na mistura é 4 vezes maior que a massa de H2, a pressão parcial do H2, em atm, teria um valor mais próximo de Dado M (H2) = 2 g mol-1 M (Ne) = 20 g mol-1 (RT/V) = 1 atm mol-1 a) 2,5 b) 3,6 c) 4,2 d) 5,0 e) 5,8 41. (CESGRANRIO – Operador Jr - PETROQUÍMICA SUAPE - 2011) Um gás ideal é submetido a um processo térmico no qual recebe calor a volume constante. Nesse processo, a temperatura final do gás é 3 vezes maior do que a temperatura inicial. Sabendo-se que a pressão inicial do gás é 1,0 atm, qual a pressão final do gás, em atm, ao final desse processo? a) 9 b) 6 c) 3 d) 3/2 e) 1/3 42. (CESGRANRIO - Profissional de Vendas - Júnior - LIQUIGÁS - 2018) Um gás ideal, inicialmente em (p0, V0, T0), passa por um processo termodinâmico constituído por duas etapas: I) uma expansão isobárica até 2V0; II) uma compressão isotérmica até V0. Sendo (pf ,Tf), respectivamente, a pressão e a temperatura ao fim do processo acima, podem ser escritas essas duas grandezas, em função de (p0 ,T0 ), como: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 80 85 a) (2p0, 2T0) b) (2p0, T0) c) (p0, T0) d) (p0, 2T0) e) (p0 /2, T0) 43. (FAGOC - 2015) “Após um vazamento de etanol, percebeu‐se que 100 L deste sofreram uma reação de combustão. Sabe‐se que a reação de combustão do etanol libera gás carbônico e água.” (Considere que: detanol = 0,789g/cm3; volume molar = 22,4 L, número de Avogadro = 6 x 1023) Qual e o volume molar de gás carbônico, aproximadamente, liberado no vazamento? A) 76832. B) 76,832. C) 7683,2. D) 7,6832 x 102. 44. (CESGRANRIO - Técnico de Operação Júnior - Petrobras - 2014) Uma mistura gasosa, constituída por 112 g de nitrogênio e 16 g de metano, encontra-se em um recipiente de 30 L a uma pressão de 4 atm. Considerando-se comportamento ideal para os gases, o valor de PCH4 / PN2, isto é, a razão entre as pressões parciais de CH4 e N2 é a) 0,25 b) 0,50 c) 1,00 d) 2,00 e) 4,00 45. (UNESC 2017) O butano, C4H10, é um gás incolor, altamente inflamável, tóxico e inodoro, muito utilizado como gás de cozinha. Se de um cilindro contendo 8,7x10-2Kg de butano forem retiradas 7,5x1023 moléculas desse gás, quantos mols de butano restarão no cilindro? (Dados: Número de Avogadro = 6,0x1023; C4H10 = 58g/mol) Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 81 85 A) 0,50 B) 1,25 C) 1,50 D) 1,00 E) 0,25 46. (Unearp - 2017) Um vulcão corresponde a uma estrutura geológica que surge a partir da emissão de magma, gases e partículas quentes do interior da Terra para a sua superfície. Um pesquisador tentou gerar uma mistura de gases similar àquelas encontradas em um vulcão, introduzindo 16g de vapor de água, 4g de SO2 e 1,5g de CO2 em um recipiente de 50 litros, mantido a 126°C. De acordo com essas informações, é correto afirmar que a pressão total dos gases, em atm, é de, aproximadamente, Dadas as massas atômicas: H = 1, S = 32, O = 16 e C = 12 Constante universal R = 0,082 L.atm/mol.K A) 0,55 B) 0,64 C) 0,83 D) 0,91 E) 0,99 47. (MEC - 2017) Os combustíveis de origem fóssil, como o petróleo e o gás natural, geram um sério problema ambiental, devido à liberação de dióxido de carbono durante o processo de combustão. O quadro apresenta as massas molares e as reações de combustão não balanceadas de diferentes combustíveis. Considerando a combustão completa de 58 g de cada um dos combustíveis listados no quadro, a substância que emite mais CO2 é o Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 82 85 A) etano. B) butano. C) metano. D) propano. E) acetileno. 48. (FCM-PB 2017) Em uma mistura de 3 gases ideais, 30% é representado pelo gás A, o gás B tem uma pressão parcial de 100 mmHg, qual o percentual e a pressão parcial do gás C sendo a pressão total da mistura 200 mmHg? A) 15% e 30 mmHg B) 10% e 20 mmHg C) 20% e 40 mmHg D) 5 % e 10 mmHg E) 1 % e 2 mmHg 49. (CESMAC - 2017) Considere que a decomposição de certo composto ocorra em um balão fechado de 10L de capacidade, contendo inicialmente o referido composto e ar à pressão de 1,0 atm e temperatura de 25 oC. Na decomposição, é produzido 0,6 mol de N2, 1,2 mol de CO2, 0,1 mol de O2 e 1,0 mol de H2O. A temperatura final atingida é igual a 300 oC. Assim, considerando que os gases comportam-se idealmente, a pressão final no balão, expressa em atmosferas, após a decomposição é, aproximadamente Dados: R = 0,082 atm L mol-1 K-1 A) 25,0 B) 15,5 C) 13,6 D) 8,5 Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 83 85 GABARITO 1 C 26 A 2 C 27 A 3 E 28 A 4 E 29 B 5 E 30 E 6 C 31 D 7 E 32 D 8 C 33 B 9 C 34 A 10 E 35 C 11 E 36 C 12 D 37 D 13 A 38 Errado 14 B 39 B 15 C 40 C 16 A 41 B 17 C 42 A 18 B 43 A 19 C 44 A 20 E 45 E 21 C 46 B 22 C 47 E 23 C 48 C 24 C 49 C 25 C Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 84 85essas colisões são perfeitamente elásticas, ou seja, não há perda de energia durante esses choques. Por fim, destaco que sob o aspecto dessa teoria, temos que as partículas possuem apenas energia cinética, aquela associada à velocidade das mesmas. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 5 85 Variáveis de estado Estudaremos um pouco mais sobre variáveis de estado em termoquímica. Aqui é suficiente entenderemos que variáveis de estado são variáveis, que podem ser medidas, e que nos permitem descrever o estado de um gás qualquer. Não se preocupe com a definição, mas lembre-se que para gases, as três variáveis de estado principais são pressão (P), temperatura (T) e volume (V). Pressão De início, vale lembrar que a pressão é normalmente medida para gases e líquidos no interior de um recipiente, pois esses, ao contrário de sólidos, conseguem preencher e assumir o formato do recipiente. Nesse caso, a pressão é a força aplicada pelo gás ou pelo líquido sobre uma determinada área da parede do recipiente. Na prática, essa pressão é resultado das colisões das partículas (moléculas ou átomos) da substância contra as paredes do recipiente. Como se vê na figura acima, a pressão é o resultado de forças exercidas em uma determinada superfície (área) e, por isso, pode ser expressa por: F P A = No sistema internacional de medidas (SI), temos que as variáveis são medidas em: • F: newton (N); • A: área (m2); • P: pascal (Pa), que corresponde a N.m-2. Embora Pa seja a medida no SI, em química, acaba utilizando principalmente duas outras unidades de medida de pressão: atmosfera (atm) e milímetros de mercúrio (mmHg). Saber converter a pressão de uma unidade de medida para outra é muito importante para resoluções de exercícios sobre gases. Por isso, apresento abaixo as relações que você deve saber de cor e salteado. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 6 85 Pa atm mmHg Torr 101325 1 760 ≌ 760 Para converter, por exemplo, 1,7 atm em mmHg podemos usar duas estratégias: I- Regra de três: II- Substituir a unidade atm pelo valor correspondente em mmHg: 1,7 atm = 1,7.(760 mmHg) = 1292 atm Como se vê é bem tranquila a conversão dessas unidades. Vamos agora falar de temperatura. Temperatura As partículas de um material, independente do seu estado físico, apresentam um certo grau de agitação, que aumenta na passagem do sólido para o líquido e aumenta ainda mais no estado gasoso. A temperatura é uma medida do grau de agitação dessas partículas. Em exercícios sobre gases, utiliza-se principalmente a unidade de medida Celsius (ᵒC) e Kelvin (K). No entanto, lembre-se: Ao realizar cálculos a respeito das propriedades dos gases, use sempre a escala Kelvin (K). Caso seja fornecida a temperatura em outra unidade medida, converta-a antes dos cálculos. Relembre abaixo as fórmulas para conversão de temperaturas entre as escalas Celcius (TC), Fahrenheit (TF) e Kelvin (TK). Lembro que em valores de temperatura na escala Kelvin não se utiliza o símbolo grau (ᵒ) por se tratar de uma escala absoluta. Isso significa as moléculas não possuem grau de agitação (energia cinética) em temperatura 0K (ZERO ABSOLUTO). Kelvin e Celsius Celsius e Fahrenheit 273K CT T= + 32 5 9 C F T T − = 1 atm _________________________ 760 mmHg 1,7 atm _________________________ x x = 1292 mmHg Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 7 85 Volume Como já falamos sobre a noção de volume. Vamos apenas relembrar algumas relações úteis entre unidades de medida de volume: 1 m3 = 1000 dm3 (decímetro cúbico) = 1000 L (litro) 1 dm3 = 1 L = 1000 cm3 (centímetro cúbico) = 1000 mL 1 cm3 = 1 mL = 1000 μL (microlitro) Pronto! Agora temos toda a bagagem necessária para iniciarmos o estudo da lei dos gases ideais. Transformações gasosas e a lei dos gases ideais Assim como acontece em nossas vidas, nada é, de fato, ideal. Você compra um celular novo, cheio de funcionalidades interessantes, mas a sua bateria não dura tanto tempo assim. Alguém compra um carro mais novo mais confortável e mais potente, mas o consumo de combustível aumenta e o seguro e IPVA são mais caros. Nas próprias relações interpessoais, nunca iremos encontrar um amigo perfeito. No entanto, pode ser que um determinado amigo ou amiga seu tenha tantas qualidades, que seus defeitos passam a ser desprezíveis, e você considere essa pessoa como ideal. Quando falamos de gases ideais, não é porque eles existem, mas sim porque sob certas condições (em geral, pressão e temperatura baixas) os gases reais se comportam como se fossem ideais, ou seja, podemos considerar desprezíveis as suas imperfeições. Mas ainda fica a dúvida: o que seria um gás ideal? Gás ideal é aquele que não apresenta interação entre suas moléculas. Os gases podem sofrer transformações gasosas que são simplesmente modificações/variações de suas variáveis de estado: P, V, T. Em algumas dessas transformações, uma ou outra variável pode ser mantida constante. Por exemplo, em uma expansão (aumento do volume, V) de V1 para V2, em que V2>V1, a pressão (P) pode variar e a temperatura (T) permanecer constante. As transformações gasosas em que 1 variável é mantida constante recebem nomes específicos que você deve saber. • Isovolumétrica ou isocórica ou isométrica: transformação gasosa que acontece a volume constante; • Isobárica: a pressão constante; • Isotérmica: a temperatura constante; Para facilitar a memorização, lembre-se que “iso" é um prefixo que significa igual. Daí, por exemplo, que isovolumétrica corresponde a uma transformação a volume constate. Lembre-se: em uma transformação gasosa, quando uma variável é mantida constante, as outras duas precisam necessariamente variar. A lei dos gases ideais é fruto da contribuição de diferentes pesquisadores, principalmente de Charles e Boyle. Vamos entender essas contribuições separadamente e ver, ao final, como todas elas juntas resultaram em única equação bem completa para o estudo dos gases ideais. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 8 85 Transformações isotérmica e a Lei de Boyle Acompanhe a discussão em paralelo com a figura abaixo. Em um experimento, temos um gás confinado em um recipiente abaixo de um êmbolo sobre o qual existe um objeto com força peso sobre o gás confinado. Em um momento inicial, desenho à esquerda, o sistema está em equilíbrio e a pressão interna exercida pelo gás é igual a pressão externa, o que mantém o êmbolo parado. Em seguida, adicionamos mais um objeto sobre o êmbolo e o sistema sofre uma transformação isotérmica. O aumento do peso sobre o gás, resulta na compressão do gás, diminuindo seu volume de V1 para V2 (V1>V2), o êmbolo abaixa e a pressão interna do gás aumenta. Mas por que a pressão aumenta? As partículas dos gases estão em constante movimento e se chocando contra as paredes do recipiente. Ao diminuir o espaço do gás, as moléculas passam a ter um percurso menor entre uma parede e outra e, desta forma, chocam-se contra elas mais vezes em um mesmo intervalo de tempo. Esse maior número de choques resulta em uma maior pressão interna do gás. A partir de um experimento semelhante a esse, observou-se experimentalmente que: Em um sistema fechado (aquele que não troca matéria ou massa fixa de gás), no qual a temperatura émantida constante (transformação isotérmica), o volume (V) de um gás é inversamente proporcional à pressão (P). Ou seja, quando um aumenta o outro diminui. Essa relação pode ser expressa da seguinte forma: 1 P V ou k P V = em que 𝑘 é uma constante e 𝛼 é um símbolo que indica proporcionalidade. Essa relação entre P e T é conhecida como Lei de Boyle. Se P.V = k, então podemos dizer que o produto P.V antes e depois da transformação apresentam o mesmo valor, ou seja, P1.V1 = P2.V2. A relação matemática entre P e V, também chamada de Lei de Boyle, pode ser expressa graficamente por uma curva hiperbólica chamada isoterma, conforme demonstrado abaixo. A curva recebe esse nome porque em qualquer ponto dela a temperatura é a mesma. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 9 85 Transformações isobáricas e a Lei de Charles Agora que já estamos mais familiarizados com os termos utilizados para descrever o comportamento dos gases, podemos discutir, de forma mais objetiva, as transformações isobáricas. Observou-se experimentalmente que: Em um sistema fechado (aquele que não troca matéria ou massa fixa de gás), no qual a pressão é mantida constante, o volume de um gás é diretamente proporcional à temperatura. Ou seja, quando um aumenta, o outro aumenta proporcionalmente. V T ou V kT= Essa relação é conhecida como Lei de Charles ou Lei de Gay-Lussac. Essa relação matemática, pode ser expressa graficamente por uma curva reta crescente, conforme demonstrado abaixo. Note, pelos desenhos inseridos no próprio gráfico (gás confinado sob um êmbolo móvel), que, à medida que a temperatura aumenta, o volume do gás também aumenta, ou seja, o gás se expande. Dobrar a temperatura de T para 2T, por exemplo, faz com que o volume do gás seja dobrado de V a 2V, considerando, é claro, que a pressão do gás foi mantida constante. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 10 85 Do ponto de vista prático, podemos entender da seguinte maneira: ao aquecer um gás (aumentar sua temperatura), as suas partículas vão adquirindo energia e passam a se movimentar mais rapidamente. Esse aumento da velocidade das partículas acaba empurrando o êmbolo móvel para cima, aumentando, desta forma, o volume interno ocupado pelo gás (expansão do gás). Por fim, V=kT, que pode ser reescrito como k=V/T, nos leva a crer que a relação V/T é constante tanto antes quanto após a transformação isobárica. Sendo assim, podemos escrever: 1 2 1 2 V V T T = Transformação isovolumétrica (isocórica ou isométrica) Observou-se experimentalmente que: Em um sistema fechado (aquele que não troca matéria ou massa fixa de gás), no qual o volume é mantido constante, a pressão de um gás é diretamente proporcional à temperatura. Ou seja, quando um aumenta, o outro aumenta proporcionalmente. P T ou P kT= Vamos entender melhor essa relação, correlacionando a discussão com a figura abaixo. Imagine um gás confinado em um recipiente sob um êmbolo, mas que agora esse êmbolo está fixo, ou seja, não se move. Caso o gás seja aquecido, as moléculas ganharão energia cinética (passarão a se movimentar mais rapidamente). No entanto, dessa vez, não será possível subir o êmbolo para cima e expandir-se. Ao contrário disso, o volume continua o mesmo, V2=V1. O resultado desse processo é que a pressão interna do gás aumentará e P2 será maior que P1. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 11 85 Ao representaremos essa relação na forma gráfica, obtemos uma reta crescente, em que o aumento da temperatura resulta em um aumento de pressão. Equação Piviti Povotó Existe uma equação que reúne as três relações matemáticas encontradas nas transformações gasosas (isotérmica, ivolumétrica e isobárica): 1 1 2 2 1 2 P V P V T T = A equação acima é conhecida como “piviti=povoto” e é muito útil em exercícios sobre transformações de um gás ideal, mantendo 𝒏 constante. Sabendo essa equação, você encontra as demais anteriores. Imagine, por exemplo, que o gás sofra uma transformação isovolumétrica. Nesse caso, temos que V1 = V2 e, por isso, podem se anular na equação, veja: 1 1 2 2 1 2 P V P V T T = Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 12 85 1 2 1 2 P P T T = (FUNDATEC - Perito Criminal - Química/Eng. Química - IGP-RS - 2017) Qual das seguintes medidas aumentará o volume de um gás real por quatro vezes? a) Duplicando a temperatura absoluta, bem como a pressão do gás. b) Duplicando a pressão absoluta, mas não alterando a temperatura. c) Reduzindo a pressão para um quarto à temperatura constante. d) Reduzindo a temperatura para um quarto à pressão constante. e) Reduzindo a temperatura para metade e dobrando a pressão. Comentários: É necessário utilizar o método da tentativa e erro para resolver essa questão. Devemos testar cada alternativa, aplicando suas informações, na equação “piviti=povoto” abaixo, em que “i” corresponde a inicial e “f”, a final. f fi i i f P VP V T T = Letra A: incorreta. Duplicando a temperatura (Ti) absoluta, bem como a pressão do gás (Pi), temos: 2 2 i f i i f i i i P V P V V V T T = → = Letra B: incorreta. 2 2 i f i i i f i i P V P V V V T T = → = Letra C: correta. 0,25 4 0,25 i f i i i f f i i i P V P V V V V V T T = → = → = Letras D e E: incorretas. Resposta: letra C Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 13 85 Lei dos gases ideais • Das relações anteriores temos que P.V/T é uma constante. • Além disso, vimos que 1 mol ou 6,022.1023 moléculas de qualquer gás (substância gasosa) sempre apresenta o mesmo volume de 22,4 L nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) – 0ᵒC (273K) e 1 atm. Esse volume fixo é denominado volume molar. Reunindo essas informações temos que: 1 1 1 1 atm . 22,4 L atm . L 0,082 273 mol . K mol . K P V T = = Esse valor 0,082 atm.L.mol-1.K-1 é, de fato, uma constante e recebeu o nome de constante dos gases ideais e é representado pela letra R. Nas unidades do sistema internacional, temos que R=8,31 J.K-1.mol-1. Vale lembrar que nos cálculos acima está sendo considerado o volume de 1 mol de gás. P V R T = Até aqui, falamos das transformações em que o número de mols do gás foi mantido fixo. No entanto, em alguns experimentos poderá haver variação do número de mols. Sabemos que 1 mol a CNTP, ocupa 22,4 L. 2 mols, por sua vez, ocupará 44,8 e assim por diante. Sendo assim, podemos reescrever a equação acima da seguinte maneria: . P V n R T = Essa equação reescrita conforme abaixo é conhecida como equação geral dos gases ou equação de Clapeyron: PV nRT= Essa equação relaciona pressão (𝑃), volume (𝑉), temperatura (𝑇) na escala Kelvin, e número de mols (𝑛) de um gás perfeito. Vimos que 𝑛 corresponde a: m n M = em que m corresponde à massa do elemento e M, à massa molar. Podemos utilizar essa relação para reescrever a equação geral dos gases como segue: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br39471799600 - Naldira Luiza Vieria 14 85 m PV RT M = (IF-TO - Técnico de Laboratório - Química - IF-TO - 2018) Um técnico do laboratório de Química do IFTO deseja identificar o conteúdo de um cilindro contendo um gás monoatômico puro. Para isso, coletou uma amostra do gás e determinou sua densidade (d = 5 g∙L-1), a 27 °C e 1 atm. Assumindo o modelo do gás ideal e empregando as informações anteriores, é possível estimar que a massa molar do gás vale: Adotar nessa questão: R = 0,082 atm∙L∙mol-1∙K-1; T(K) = 273 + T(°C) a) 150 g/mol b) 123 g/mol c) 82 g/mol d) 137 g/mol e) 99 g/mol Comentários: Como o exercício nos disse para assumir o modelo do gás ideal, vamos usar a equação para gases ideais: m PV RT M = Temos uma sacada bem interessante aqui: foi fornecido a densidade do gás e, observando a equação dos gases ideais, conseguimos inserir a densidade dentro da fórmula: Relembrando a fórmula da densidade: m d V = Temos: 1 1 1V d P RT P RT P RT m M d M M = = = Isolando a massa molar, temos: d M RT P = Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 15 85 Para facilitar a resolução, é legal que todos os dados que sejam listados e convertidos para as unidades corretas. Nesse sentido, temos: P = 1 atm T(K) = 273 + T(°C) = 300 K d = 5 g∙L-1 Agora é só substituir para encontrarmos a massa molar do gás (M), como segue: 1 1 1 1 5 g L 0,082 atm L mol K 300 K 1atm M = 123 g mol M − − − − = Resposta: letra B Lei de Dalton ou lei das pressões parciais (mistura de gases) Alguns exercícios apresentam situações em que há uma mistura de gases. Como o comportamento dos gases é o mesmo independente de sua composição química, então basta somar as pressões parciais de cada gás para obtermos a pressão total. Também podemos somar o número de mols para conhecer o número total de moles presentes no recipiente. E é isso que traz a Lei Dalton. A Lei de Dalton diz que: a pressão total exercida por uma mistura de gases ideais corresponde à soma das pressões parciais de cada gás que a compõe. Por exemplo: a pressão total (𝑃) em um cilindro preenchido por três gases A, B e C, corresponde a: A B C A B c n RT n RT n RT P P P P V V V = + + = + + Colocando RT/V em evidência, temos: ( )A B B RT P n n n V = + + O mesmo raciocínio pode ser adotado para mistura com um número maior de gases. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 16 85 ==1365fc== (CESGRANRIO - Técnico Químico - LIQUIGÁS - 2018) Uma mistura gasosa contém H2 e Ne, exercendo pressão total de 5 atm, sob condições ideais. Sabendo-se que a massa de Ne na mistura é 4 vezes maior que a massa de H2, a pressão parcial do H2, em atm, teria um valor mais próximo de Dado M (H2) = 2 g mol-1 M (Ne) = 20 g mol-1 (RT/V) = 1 atm mol-1 a) 2,5 b) 3,6 c) 4,2 d) 5,0 e) 5,8 Comentários: Aqui temos uma questão de mistura gasosa. Observe que nos foi fornecido a pressão total e também a razão entre a quantidade de H2 e He. Com a razão dada, podemos supor uma massa para os gases e convertê-la para número de mols, tranquilamente. Para facilitar nossas contas, podemos adotar a massa de H2 igual a 2 g e assim, temos que a massa de Ne será 8 g (pois é 4 vezes maior). A conversão da massa de Ne para número de mols é feita com a regra de três abaixo: Já a conversão da massa de H2 para número de mols é simples, temos 2 g e a massa molar é 2 g mol-1, assim, temos 1 mol de H2. Desta forma, a soma dos números de mols é: 2 ( ) 0, 4 mol 1mol = 1,4 mol t Ne H t n n n n = + = + Com esse valor, podemos calcular a pressão parcial dos gases. Para tanto, basta determinamos a fração molar dividindo o número de mols de um dos gases pelo número de mols total. Como o exercício nos pede a pressão parcial do H2, podemos logo calcular a sua fração molar: 2 1mol = 0,71 1,4 mol H t n n = Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 17 85 A pressão parcial do H2 é resultante da multiplicação da fração molar pela pressão total: 2 2 2 0,71 5 atm = 3,6 atm H H t t H n P P n P = = Assim, temos que a pressão parcial do H2 é 3,6 atm. Podemos calcular a pressão parcial seguindo esses passos porque a fração molar nos dá a relação de um gás comparado ao todo. Com isso, ao multiplicar a fração pela pressão total, temos a pressão parcial daquele gás em específico. Resposta: letra B (FCM-PB - 2015) Uma mistura de 3,0 mol de CO2(g), 3,0.1023 moléculas de CO(g) e 84,0 g de N2(g) contida em um balão fechado de 0,05 m3 de capacidade se encontra na temperatura de 27oC. Com relação a este sistema, assinale a alternativa correta. A) Dentro do recipiente, a pressão parcial do N2 é maior que a do CO2. B) A pressão parcial do CO(g) na mistura é de 0,12 atm. C) O número total de mol de gases no sistema é igual a 65. D) A pressão total da mistura no sistema é 3,2 atm. E) O número de átomos no sistema é igual 3,9.1024. Comentários: No recipiente há três gases. Devemos, então, nos lembrar da regra de Dalton ou Lei das pressões parciais. Por exemplo: a pressão total (𝑃) em um cilindro preenchido por três gases A, B e C, corresponde a: ( )A B B RT P n n n V = + + O problema é que a quantidade de cada gás foi apresentada de forma diferente. Uma estratégia é transformarmos tudo para número de mols, como segue: CO2: 3,0 mol; CO: se 1 mol é aproximadamente 6.1023, então 3.1023 (metade) corresponde a 0,5 mol; N2: se 1 mol de N2 pesa 28g, então 84g (3,5x28) corresponde a 3,0 mol; Vale lembrar que cada m3 contém 1000L. Desta forma, 0,05 m3 = 0,05.(1000L) = 50L. Além disso, devemos sempre lembrar de converter a temperatura de oC para K, antes de utilizar as fórmulas dos gases. Nesse caso, temos: T(K) = 273 + T(oC) → T(K) = 273+27 = 300K Ótimo! Agora temos condição de analisar com maior facilidade as alternativas: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 18 85 Letra A: incorreta. Pela análise da equação geral dos gases abaixo, notamos que a pressão é diretamente proporcional ao número de mols. Se o número de mols de N2 é igual ao do CO2, então as pressões parciais exercidas por ambos são iguais. Letra B: incorreta. Para encontrar a pressão parcial exercida pelo CO(g) podemos tratar como se ele estivesse sozinho no recipiente, já que as pressões parciais independem dos outros gases presentes. Aplicando os valores relativos a esse gás na fórmula geral dos gases, temos: PV nRT= -1 -10,082 atm.L.mol0,5 mol . . 300K 0,066 atm 50 L .K P = = O valor de P encontrado é diferente de 0,12 atm, o que torna a alternativa incorreta. Letra C: incorreta. O número total de mol de gases no sistema é igual 3,0+0,5+3=6,5, valor menor do que o apontado pela alternativa. Letra D: correta. Uma vez conhecido o número total de gases, 6,5, podemos aplicar os valores na equação geral dos gases e encontrar a pressão total, como segue: PV nRT= -1 -10,082 atm.L.mo6,5 mol . . 300K 3,2 atm 50 . L l K P = = Mesmo valor apontado pela alternativa, que está correta. Letra E: incorreta. Como temos 7,0 mols de gases e cada mol corresponde a aproximadamente 6.1023 unidades, então o produto será 4,2.1024. No entanto, a letra E é incorreta por apresentar um erro conceitual. Os três gasespresentes são moleculares e não atômicos como é o caso dos gases nobres (ex: He, Ne). Portanto, 3,9.1024 é o número de moléculas e não de átomos. Para encontrarmos o número de átomos, deveríamos considerar o número de átomo na molécula de cada um dos gases. Resposta: letra D Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 19 85 QUESTÕES COMENTADAS Sistemas gasosos 1. (AVANÇASP - Prof (SM Arcanjo)/Pref SM Arcanjo/6º ao 9º ano - 2023) Em condições constantes de temperatura e pressão, o volume de um gás é inversamente proporcional à sua pressão. Na química, esta Lei recebe o nome de: a) Lei das Henry. b) Lei de Gay-Lussac. c) Lei de Boyle-Mariotte. d) Lei de Dalton. e) Lei de Avogadro. Comentários: Letra A: incorreta. A Lei de Henry se refere à solubilidade de gases em líquidos, em que a concentração de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial do gás sobre a superfície do líquido. Letra B: incorreta. A Lei de Gay-Lussac se refere à relação direta entre a pressão e a temperatura de um gás, mantendo o volume constante. Quando a temperatura de um gás aumenta, sua pressão também aumenta, desde que o volume seja mantido constante, ou seja, quando o volume é constante temos que pressão e temperatura serão diretamente proporcionais. Letra C: correta. A Lei de Boyle-Mariotte é a que descreve a relação inversamente proporcional entre o volume e a pressão de um gás, mantendo a temperatura constante. Quando a pressão de um gás aumenta, seu volume diminui, desde que a temperatura seja mantida constante. E vice-versa. Letra D: incorreta. A Lei de Dalton descreve a relação entre os componentes de uma mistura de gases e a pressão total da mistura. Segundo esta lei, a pressão total de uma mistura de gases é a soma das pressões parciais de cada componente. Letra E: incorreta. A Lei de Avogadro estabelece que volumes iguais de gases diferentes, na mesma temperatura e pressão, contém o mesmo número de moléculas. Resposta: letra C. 2. (CEBRASPE - Per Crim, POLC AL - 2023) Acerca dos gases, julgue o item a seguir. A alteração de volume de uma determinada massa de um gás provocada pela alteração de pressão a uma temperatura constante é uma transformação isotérmica. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 20 85 Comentários: Em uma transformação isotérmica, a temperatura do gás é mantida constante, mesmo quando há alterações de volume e pressão. Esta condição é descrita pela lei de Boyle-Mariotte, que afirma que o produto da pressão e do volume é constante para um gás ideal em uma transformação isotérmica. Portanto, quando a pressão aumenta, o volume diminui e vice-versa, sempre mantendo a temperatura constante. Resposta: Certo 3. (CEBRASPE - Per Crim, POLC AL/Engenharia Química, Bioquímica, Química, Química Industrial/2023) Acerca dos gases, julgue o item a seguir. Considere que determinada massa de um gás se encontre submetida à pressão de 6 atm e preencha o volume de 1,5 L. Nesse caso, reduzindo-se isotermicamente a pressão para 2 atm, o volume preenchido será de 0,5 L. Comentários: A questão se refere a um processo isotérmico, ou seja, a temperatura é mantida constante. Nesse tipo de processo, a Lei de Boyle-Mariotte se aplica, a qual estabelece que o produto da pressão pelo volume é constante. Assim, podemos estar a seguinte relação: P1.V1 = P2.V2. No enunciado, temos que: P1 = 6 atm V1 = 1,5 L P2 = 2 atm Buscamos encontrar V2. Substituindo esses valores na fórmula, temos: V2 = P1.V1 / P2 = 6 atm . 1,5 L / 2 atm = 4,5 L Portanto, se a pressão é reduzida isotermicamente para 2 atm, o volume preenchido pelo gás será de 4,5 L e não 0,5 L como apresentado na questão. Resposta: Errado 4. (CEBRASPE (CESPE) - Papis (POLC AL)/POLC AL/2023) No que se refere a conceitos aplicados à química, julgue o item a seguir. Se 20 L de nitrogênio (N₂) forem mantidos a 27 ºC e 760 mmHg, e esse gás for aquecido até 87 ºC e pressurizado até 1.420 mmHg, permanecendo estável nessa condição, o novo volume ocupado por esse gás será de 10 L. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 21 85 Comentários: A questão trata de uma transformação de um gás em que se altera a pressão e a temperatura, mantendo o número de mols constante. Neste caso, devemos usar a lei dos gases ideais (Equação de Clapeyron), que é expressa pela seguinte relação: P₁V₁/T₁ = P₂V₂/T₂. As condições iniciais do gás são: P₁ = 760 mmHg V₁ = 20 L T₁ = 27 ºC = 273 + 27 = 300 K As condições finais após o aquecimento e pressurização são: P₂ = 1420 mmHg T₂ = 87 ºC = 273 + 87 = 360 K Substituindo estes valores na fórmula, temos: (760 mmHg . 20 L) / 300 K = (1420 mmHg . V₂) / 360 K Simplificando a equação para encontrar o volume final V₂, temos: V₂ = (760 mmHg . 20 L . 360 K) / (300 K . 1420 mmHg) = 12,17 L. Portanto, a alternativa está errada, pois o novo volume do gás nitrogênio (N₂) não será de 10 L, e sim aproximadamente 12,17 L. Resposta: Errado. 5. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL) - 2023)Em condições de pressão constante, o aumento da temperatura de um gás ideal nas CNTP faz que o seu volume diminua. Comentários: Segundo a lei de Charles e Gay-Lussac, para um gás ideal em condições de pressão constante, o volume do gás é diretamente proporcional à sua temperatura. Isso significa que se a temperatura do gás aumenta, o volume também aumenta, e não diminui como afirmado na questão. Resposta: Errado 6. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL)/POLC AL/2023) Acerca dos gases, julgue o item a seguir. A Lei de Boyle-Mariotte determina que, a uma temperatura constante, o volume preenchido por certa massa de gás é inversamente proporcional à pressão por ele exercida. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 22 85 ==1365fc== Comentários: A Lei de Boyle-Mariotte, também conhecida como Lei de Boyle, estabelece que a pressão de uma dada massa gasosa é inversamente proporcional ao volume que a mesma ocupa, desde que a temperatura seja mantida constante. No entanto, é importante ressaltar que essa lei se aplica apenas para os gases ideais. Resposta: Certo 7. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL)/POLC AL/Engenharia Química, Bioquímica, Química, Química Industrial/2023) O estado gasoso, entre os estados de agregação, é o que permite uma descrição quantitativa simples no que tange a propriedades como quantidade de matéria, pressão, volume e temperatura. Julgue o item a seguir acerca das propriedades dos gases. É possível determinar a massa molar de um gás apolar conhecendo-se apenas o volume ocupado por ele e a sua temperatura. Comentários: Além do volume e da temperatura, também é necessário conhecer a pressão e a massa de gás para aplicar a equação dos gases ideais (PV=nRT ou PV= (m/MM)RT) e determinar a massa molar. Assim, somente com o volume e a temperatura, não é possível determinar a massa molar de um gás. Resposta: Errado 8. (CEBRASPE (CESPE) - Per Crim (POLC AL)/POLC AL/Engenharia Química, Bioquímica, Química, Química Industrial/2023) Em condições de temperatura constante, o volume ocupado por um gás ideal nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) é inversamente proporcional à pressão a que ele está submetido. Comentários: Isso é uma definição da Lei de Boyle-Mariotte,que estabelece que, a uma temperatura constante, o produto da pressão pelo volume de uma quantidade fixa de gás é constante. Assim, se a pressão aumenta, o volume diminui na mesma proporção, e vice-versa, mantendo o produto constante. Resposta: Certo. 9. (CEBRASPE (CESPE) - PPNT (PETROBRAS)/Operação/2023) Julgue o item seguinte, referente ao estudo dos gases. Os gases diferem de líquidos e sólidos, pois o volume de uma amostra de gás depende fortemente de sua temperatura e da pressão que lhe é aplicada. Experimentalmente, descobriu-se que todos os gases comuns se comportam aproximadamente da mesma maneira, sendo esse comportamento descrito pelas leis dos gases. Assim, para quase todos os gases, o volume de uma amostra de gás a temperatura constante é inversamente proporcional à pressão. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 23 85 Comentários: A descrição dada no enunciado aborda a Lei de Boyle-Mariotte, uma das leis dos gases, que estabelece que o volume de uma amostra de gás a temperatura constante é inversamente proporcional à pressão. Isso significa que, se a pressão de um gás aumenta, o seu volume diminui, enquanto se a pressão diminui, o volume aumenta, desde que a temperatura permaneça constante. Resposta: Certo 10. (CEBRASPE (CESPE) - PPNT (PETROBRAS)/PETROBRAS/Operação/2023) Asfaltenos são hidrocarbonetos policíclicos aromáticos encontrados no petróleo bruto, sendo a precipitação desses compostos um problema para a indústria petroquímica, uma vez que a deposição do asfalteno e de outras macromoléculas sólidas presentes nos reservatórios pode levar ao desgaste e entupimento de tubulações de extração, resultantes da formação de emulsões durante o processo. Para a quantificação de asfaltenos de petróleo, os métodos baseados na solubilidade são os mais adequados, consistindo basicamente na mistura do petróleo com n-heptano para causar sua precipitação, lavagens consecutivas com o mesmo solvente e uma extração com tolueno para o isolamento de material inorgânico. O permanganato de potássio (KMnO₄; M = 158 g/mol) é um dos compostos utilizados na oxidação em meio ácido de asfalteno, sendo necessários 8 g de KMnO₄ para a oxidação de 4 g de asfalteno (M = 900 g/mol). A partir das informações precedentes, e considerando M₇₂₎ = 18 g/mol, julgue o item que se segue. Considere-se que a combustão completa do n-heptano seja processada de acordo com a equação a seguir. C₇H₁₆ (l) + 11 O₂ (g) → 7 CO₂ (g) + 8 H₂O (l) Considere-se, também, que a constante universal dos gases ideais seja igual a 0,082 atm∙L∙mol−¹∙K−¹, que as condições normais de temperatura e pressão (CNTP) correspondam à temperatura de 0 °C e à pressão de 1 atm e que o volume molar de um gás ideal nas CNTP seja 22,4 L. Nessa situação, para a completa combustão de 44,8 L de n-heptano nas CNTP, será necessário um volume de O₂ superior a 500 L. Comentários: A equação da combustão do n-heptano está balanceada e indica que para cada mol de n-heptano, são necessários 11 mols de O₂. De acordo com as condições normais de temperatura e pressão (CNTP), um gás ideal ocupa o volume de 22,4 L/mol. Portanto, o volume de n-heptano dado na questão (44,8 L) corresponde a 2 mols (44,8 L ÷ 22,4 L/mol = 2 mols). Assim, para a combustão completa de 2 mols de n-heptano, será necessário 2 mols x 11 mols de O₂/mol de n-heptano = 22 mols de O₂. Utilizando então P.V=nRT e sabendo que 0°C = 273 K teremos: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 24 85 1 . V = 22.0,082.273 V = 492,49 Portanto, o volume de O₂ necessário para a completa combustão de 44,8 L de n-heptano nas CNTP será inferior a 500 L. Resposta: Errado. 11. (CEBRASPE (CESPE) - PPNT (PETROBRAS)/PETROBRAS/Operação/2023) Julgue o item seguinte, referente ao estudo dos gases. A investigação da relação entre o volume e a temperatura de um gás mostra que gases sofrem contração quando sujeitos a um aumento significativo de temperatura. Quando a pressão e a quantidade de matéria de um gás são mantidas constantes, o volume desse gás é inversamente proporcional à temperatura. Comentários: A lei de Charles e Gay-Lussac estabelece que o volume de uma quantidade fixa de gás, à pressão constante, é diretamente proporcional à temperatura absoluta. Isto é, se a temperatura aumenta, o volume também aumenta e vice-versa, desde que a pressão seja mantida constante. Portanto, a afirmação de que gases sofrem contração quando sujeitos a um aumento significativo de temperatura está errada. Também está errado afirmar que o volume do gás é inversamente proporcional à temperatura, pois a relação é de proporcionalidade direta e não inversa. Resposta: Errado. 12. (CETAP - Tec GMAmb (SEMAS PA) - 2023) Um componente do combustível diesel é o hidrocarboneto C₁₂H₂₄, com densidade 0,790gmL⁻¹. Que volume aproximado de CO₂ (medido a 25ºC e 100kPa) é produzido a partir da combustão completa de 2,00L de C₁₂H₂₄, em oxigênio excessivo? a) 2,79L. b) 3,53L. c) 1400L. d) 2790L. e) 3530L. Comentários: A reação de combustão completa do hidrocarboneto C₁₂H₂₄ é: C₁₂H₂₄ + 18O₂ → 12CO₂ + 12H₂O Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 25 85 Destacamos que a cada mol de C₁₂H₂₄ são produzidos 12 mols de CO₂. Primeiramente, precisamos encontrar a massa de C₁₂H₂₄ nos 2,00L. Para isso, vamos utilizar a densidade informada: Densidade = massa/volume 0,790 g/mL = massa/2000 mL massa = 1580 g Agora, precisamos converter a massa de C₁₂H₂₄ em mols. Para isso, precisamos do peso molar do C₁₂H₂₄, que é de aproximadamente 168,3 g/mol. M = n/m 168,3 g/mol = n/1580 g n = 9,39 mol Como a cada mol de C₁₂H₂₄ corresponde a 12 mols de CO₂, temos que o número de mols de CO₂ produzido é: n(CO₂) = 9,39 mol x 12 = 112,68 mol Agora precisamos converter os mols de CO₂ para volume, utilizando a equação dos gases ideais (P.V = n.R.T) na condição normal de temperatura e pressão (25ºC e 100kPa). V = n.R.T / P Lembrando que 25ºC ≈ 298 K, 100kPa ≈ 1 atm e R= 0,082 atm.L/mol.K V= 112,68 mol x 0,082 atm.L/mol.K x 298 K / 1 atm V= 2753,4 L Portanto, temos um volume aproximado de 2790L de CO₂. Resposta: letra D. 13. (CEV URCA - Vest - URCA/2023) Uma determinada substância hidratada tem a fórmula MgSO₄ × XH₂O. Quando 350g desse composto é aquecido em uma estufa ocorre a remoção de todas as moléculas de água. Se o vapor liberado por este aquecimento exerce uma pressão de 160atm em um recipiente de volume igual a 2,0L a uma temperatura de 127ºC, calcule o valor de X e marque a opção que apresenta este valor. (use as seguintes massas molares: Mg = 24,0 g/mol, S = 32 g/mol, O = 16 g/mol, H = 1,0 g/mol). (Use R = 0,08atm × L × mol−¹ × K−¹). Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 26 85 a) 7,0 b) 10,0 c) 13,0 d) 5,0 e) 3,0 Comentários: A questão pede para calcular o coeficiente X da fórmula MgSO₄ . XH₂O, referente a quantidade de moléculas de água. Primeiramente, devemos utilizar a equação dos gases ideais (PV = nRT) para encontrar o número de mols (n) de água no composto. Sabendo que a pressão (P) é 160 atm, o volume (V) é 2 L, R é 0,08 atm.L.mol⁻¹.K⁻¹ e a temperatura (T) em Kelvin é igual a 127°C + 273 = 400 K: 160 atm . 2 L = n . 0,08 atm.L.mol⁻¹.K⁻¹ . 400 K n = 160 atm . 2 L / (0,08 atm.L.mol⁻¹.K⁻¹ . 400 K) = 10 molde H₂O Agora, sabendo que existem 10 mols de H₂O, podemos calcular a massa molar do hidrato, subtraindo a massa total pela massa da água removida: Massa molar do H₂O = 2(H) + 16(O) = 18 g/mol Massa de água removida = 10 mol . 18 g/mol = 180 g Massa do hidrato (MgSO₄) = 350 g (massa total) – 180 g (água removida) = 170 g Calculando a massa molar do hidrato temos: Massa molar do MgSO₄ = 24(Mg) + 32(S) + 64(O) = 120 g/mol Agora, basta dividir a massa do hidrato pela massa molar para encontrar o número de mols de hidrato: 170 g / 120 g/mol = 1,42 mol de MgSO₄ Portanto, temos a relação de 10 mols de H₂O para 1,42 mol de MgSO₄, então o coeficiente X será a divisão de 10 por 1,42, resultando em aproximadamente 7. Resposta: letra A. 14. (CEV URCA - Vest - URCA/2023) Em um recipiente cilindrico de 2000,0 L foram colocados 2800g de oxigênio (O₂) à temperatura de 400K. Qual é a pressão aproximada que o gás oxigênio está exercendo sobre o cilindro, nesta temperatura? Dados (massa molar do elemento oxigênio, 16g/mol, R = 0, 082L.atm.Mol−¹K−¹) Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 27 85 a) 0,42 atm b) 1,43 atm c) 2,44 atm d) 0,75 atm e) 1,02 atm Comentários: Precisamos calcular a pressão que o gás oxigênio está exercendo sobre o cilindro, para isto devemos utilizar a equação dos gases ideais: PV=nRT. Os dados do problema são: V = 2000 L R = 0,082 L.atm.Mol−¹K−¹ T = 400 K A massa molar do oxigênio (O₂) é 32 g/mol (16g/mol*2), e o problema nos diz que temos 2800 g de O₂. Devemos então calcular o número de mols (n) de O₂. n = massa/massa molar = 2800g / 32g/mol = 87,5 mol Substituindo os valores na equação dos gases ideais, obtemos: P = nRT/V P = 87,5 mol x 0,082 L.atm.Mol−¹K−¹ x 400 K / 2000 L P = 1,43 atm Resposta: letra B 15. (CEV URCA - Vest (URCA)/URCA/2023) Sobre o estudo das transformações gasosa é correto afirmar: a) Nas transformações isobáricas, ocorre um aumento da temperatura do sistema e uma diminuição do volume do gás. b) Nas transformações isocóricas os gases são submetidos a um aumento do volume. c) Nas transformações adiabáticas os processos de expansão ou compressão são rápidos e não ocorre transferência de calor. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 28 85 d) As transformações isotérmicas podem ser escritas pela equação P/T = constante, onde P é a Pressão e T é a temperatura. e) A expansão de um gás, sempre ocorrerá com o aumento da temperatura sobre o ambiente que que o cerca. Comentários: Letra A: incorreta. Nas transformações isobáricas, a pressão do sistema permanece constante, e quando há um aumento da temperatura do gás, de acordo com a lei de Charles (uma das leis dos gases ideais), o volume do gás deve aumentar, e não diminuir. Isso ocorre porque o volume e a temperatura de um gás são diretamente proporcionais quando a pressão é mantida constante. Letra B: incorreta. Nas transformações isocóricas, o volume permanece constante. Não haveria aumento de volume nesta situação. Letra C: correta. Nas transformações adiabáticas, não há transferência de calor para o exterior ou de fora para dentro. Além disso, essas transformações são realizadas rapidamente. Letra D: incorreta. As transformações isotérmicas são caracterizadas pela constância da temperatura, não da relação entre pressão e temperatura. A relação correta para transformações isotérmicas é PV = constante (Lei de Boyle-Mariotte). Letra E: incorreta. A expansão de um gás não está necessariamente associada a um aumento da temperatura do ambiente. Durante a expansão, o gás realiza trabalho sobre o ambiente, o que pode levar a uma redução da sua temperatura interna. Resposta: letra C. 16. (COMPERVE (UFRN) - Qui (UFRN)/UFRN/2023) Considere as afirmativas a seguir sobre o estudo dos gases. I A partir da expressão da Lei de Boyle e Charles, pode-se definir uma escala de temperatura baseada nas propriedades dos gases. II Uma das conclusões de Dalton sobre a Lei das Pressões Parciais é que os gases comportam-se independentemente entre si em uma mistura gasosa. III A equação dos gases ideais é útil para o cálculo de pesos moleculares a partir de medidas de densidade de gases. IV Diz-se que um gás é ideal quando este, simultaneamente, obedece às Leis de Charles e de Gay-Lussac. Das afirmativas, estão corretas a) II e III. b) I e II. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 29 85 c) II e IV. d) I e III. Comentários: Afirmativa I: incorreta. As escalas de temperatura são baseadas na Lei de Charles e não na Lei de Boyle já que está utiliza de temperatura constante. Afirmativa II: correta. A Lei de Dalton das Pressões Parciais afirma que cada gás em uma mistura de gases exerce uma pressão como se estivesse sozinho no recipiente que contém a mistura. Portanto, os gases comportam-se de forma independente. Afirmativa III: correta. A equação dos gases ideais (PV=nRT) pode ser rearranjada para expressar a densidade do gás em termos de sua massa molar (M = dRT/P, onde d é a densidade do gás), permitindo o cálculo da massa molar a partir de medidas de densidade, pressão e temperatura do gás. Afirmativa IV: incorreta. Um gás ideal obedece a todas as leis dos gases (Boyle, Charles, Gay-Lussac, Avogadro e Dalton). Resposta: letra A. 17. (FGV - PEB (SEDUC TO) - SEDUC TO - 2023) O gás CO₂ de um extintor de incêndio é mais denso do que o ar. À medida que o CO₂ sai do extintor, resfria-se significativamente. O vapor d´água no ar é condensado pelo CO₂ frio e forma uma nuvem branca. O fator que faz com que o gás que sai do extintor seja mais denso que o ar é a a) polaridade. b) interação intermolecular de dipolo. c) massa molar. d) baixa temperatura de ebulição. e) baixa pressão no extintor. Comentários: Letra A: incorreta. A polaridade é uma característica das ligações moléculas, e não tem influência direta sobre a densidade do gás. Letra B: incorreta. A interação intermolecular de dipolo é uma característica das moléculas, mas não é o que torna o CO₂ mais denso que o ar. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 30 85 Letra C: correta. A densidade do gás é diretamente proporcional à sua massa molar. O CO₂ é mais denso que o ar porque possui uma maior massa molar. Letra D: incorreta. A baixa temperatura de ebulição não interfere na densidade do gás, que é uma propriedade física da substância. Letra E: incorreta. A baixa pressão no extintor não influencia na densidade do gás que sai do extintor. Resposta: letra C. 18. (FGV - Professor - SEDUC TO/2023) O transporte de cilindros de gases deve obedecer a normas de segurança para cargas perigosas, pois acidentes com estes produtos podem causar prejuízos à vida humana e ao meio ambiente. Recentemente um cilindro com 10m3 de gás oxigênio, à 27ºC e 200atm sofreu um acidente durante o transporte e ocorreu um vazamento, a pressão do cilindro baixou para 100atm e a temperatura foi mantida. Considerando comportamento de gás ideal, a quantidade aproximada de quantidade de matéria (número de mols) de gás oxigênio que vazou para o ambiente, corresponde a Dado: R = 0,082 atm.L.mol-¹. K-¹ a) 4 x 10⁶ b) 4 x 10⁴ c) 8 x 10³ d) 2,5 x 102 e) 2,5 x 10-7 Comentários: O enunciado nos informa que a temperatura se manteve constantee a pressão variou de 200 atm para 100 atm. Como temos uma transformação a temperatura constante, estamos lidando com uma transformação isotérmica e, portanto, podemos usar a equação dos gases ideais: P . V = n . R . T o número de mols pode ser calculado pela fórmula n = P . V / R . T Durante o vazamento, a pressão do gás dentro do cilindro baixou em 100 atm. Sabendo disso calculamos o número de mols: Conversão: 10 m³ = 10.000 L e 27°C = (27+273) K = 300 K n vazado = 100 atm . 10000 L / 0,082 atm.L.mol⁻¹.K⁻¹ . 300 K = 4,1 x 104 mol n vazado = 4 x 104 mol Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 31 85 Resposta: Letra B. 19. (FGV - Prof (Pref SP)/Pref SP/2023) Dois recipientes contêm metano e amônia, respectivamente, ambos com volume de 10L, e estão sob mesma temperatura (425K) e pressão (0,85 bar). [Dados: massas molares (em g.mol⁻¹). Metano: 16; Amônia: 17. Nesse caso, é correto afirmar que os recipientes contêm a) diferentes números de mol. b) o mesmo número de átomos de hidrogênio. c) o mesmo número de moléculas. d) a mesma massa de gás. e) diferentes pressões parciais. Comentários: Letra A:incorreta. Segundo a lei dos gases ideais, em condições iguais de temperatura, pressão e volume, os gases possuem o mesmo número de mols. Letra B: incorreta. Cada molécula de metano possui 4 átomos de hidrogênio e cada molécula de amônia possui 3 átomos de hidrogênio. Mesmo que os dois recipientes possuam o mesmo número de mols, o número total de átomos de hidrogênio será diferente. Letra C: correta. Segundo a lei dos gases ideais, em condições iguais de temperatura, pressão e volume, os gases possuem o mesmo número de mols. Como o número de moléculas é determinado pelo número de mols, os recipientes possuem o mesmo número de moléculas. Letra D: incorreta. A massa de gás em cada recipiente pode ser calculada multiplicando o número de mols pelo peso molar do gás. Embora os recipientes possuam o mesmo número de mols, a massa molar do metano (16 g.mol⁻¹) é diferente da massa molar da amônia (17 g.mol⁻¹), portanto, a massa de gás em cada recipiente será diferente. Letra E: incorreta. A pressão parcial de um gás é determinada pela pressão total do sistema e a fração molar do gás. Como os recipientes possuem a mesma pressão total e contêm apenas um tipo de gás, a pressão parcial de cada gás será igual à pressão total do recipiente, ou seja, a mesma para ambos. Resposta: letra C 20. (FGV - Prof (Pref SP)/Pref SP/Ensino Fundamental II e Médio - 2023) “Aceitando a ideia de Boyle de que gases consistem de partículas minúsculas, [Dalton] logo descobriu uma propriedade fundamental dos gases, até hoje conhecida como Lei de Dalton.” Assinale a opção que apresenta corretamente a Lei de Dalton. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 32 85 a) À pressão constante, o volume de uma determinada massa de gás é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta. b) Todos os compostos consistem de elementos em proporções definidas e simples por peso. c) Volumes iguais, de quaisquer gases, nas mesmas condições de pressão e temperatura, apresentam a mesma quantidade de matéria. d) A pressão absoluta e o volume de uma certa quantidade de gás confinado são inversamente proporcionais se a temperatura permanece constante em um sistema fechado. e) A pressão de uma mistura de gases é igual à soma das pressões que cada gás teria, se estivesse isolado, ocupando o mesmo volume. Comentários: Letra A: incorreta. A afirmação corresponde a lei de Charles ou Gay-Lussac e não a lei de Dalton. Letra B: incorreta. Essa afirmação é uma descrição da lei das proporções definidas, também conhecida como lei de Proust, não é a lei de Dalton. Letra C: incorreta. Essa é a descrição da lei de Avogadro, não a lei de Dalton. Letra D: incorreta. Essa é a descrição da lei de Boyle-Mariotte, não a lei de Dalton. Letra E: correta. A Lei de Dalton, ou lei das pressões parciais, afirma que a pressão total de uma mistura de gases ideais é igual à soma das pressões parciais de cada um dos gases presentes nessa mistura. Resposta: letra E. 21. (FUNATEC - Aux (Palmeirante)/Pref Palmeirante/Laboratório/2023) São riscos associados aos gases laboratoriais, exceto: a) Inflamabilidade. b) Asfixia. c) Desinteria. d) Lesões por baixa temperatura. Comentários: Letra A: correta. Gases utilizados em laboratório podem ser inflamáveis, por exemplo, o hidrogênio e o metano, que têm potencial para causar incêndios ou explosões se não forem manuseados corretamente. Letra B: correta. Gases, como o nitrogênio líquido, em locais confinados podem deslocar o oxigênio do ar, levando a um risco de asfixia. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 33 85 Letra C: incorreta. Gases laboratoriais não provoca desinteira. Letra D: correta. Gases resfriados, como o nitrogênio líquido, podem causar lesões graves por baixa temperatura, como queimaduras de frio. Resposta: letra C 22. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá) - 2023) Um experimento com um gás inerte foi conduzido, a partir de 500 ml desse gás a uma temperatura de 300K foi observada uma pressão de 100 KPa. Para observar suas propriedades, esse mesmo gás foi comprimido a 250 ml e levado à temperatura de 270K. Com esses dados expostos, analise as afirmativas a seguir. A constante universal dos gases é 8,314462 L.kPa.K⁻¹.mol⁻¹. I. A pressão final será menor que a inicial pois houve a diminuição da temperatura do experimento. II. A pressão final será maior apesar de haver a diminuição da temperatura do experimento. III. A pressão final será menor que a inicial, pois na reação que ocorre no experimento, o número de mols do gás diminui, conforme Lei de Avogadro. IV. Não há alteração na pressão final, pois com a reação que ocorre no experimento, o número de mols do gás diminui enquanto a pressão aumenta, um compensando o outro. Estão corretas as afirmativas: a) I e III apenas b) I apenas c) II apenas d) IV apenas Comentários: Vamos calcular a pressão final antes de julgar os itens como falso ou verdadeiro. Para tanto, a equação "piviti- pivoto" é útil, uma vez que a quantidade de gás "n" se manteve constante. 1 1 2 2 1 2 P V P V T T De acordo com o enunciado temos: P1 = 100 KPa; V1 = 500 mL; T1 = 300 K; V2 = 250 mL; T2 = 270 K Isolando P2 e substituindo os valores na equação, temos: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 34 85 1 1 2 2 1 1 2 2 1 2 1 2 2 2 100 500 270 300 250 108 P V P V P V T P T T T V P P KPa Afirmativa I: falsa. A diminuição da temperatura e diminuição do volume podem ter efeitos diferentes na pressão. A diminuição da temperatura pode diminuir a pressão, mas a diminuição do volume pode aumentar a pressão. A pressão final dependerá da magnitude dessas duas alterações. Afirmativa II: verdadeira. Conforme os cálculos. Afirmativa III: falsa. Em nenhum momento foi mencionado no enunciado que o número de mols do gás diminuiu. A Lei de Avogadro relaciona o volume e o número de mols (a pressão e a temperatura constantes), e não a pressão e o número de mols. Afirmativa IV: falsa. Conforme explicado não item III. Resposta: letra C. 23. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá) - 2023) Um grupo de alunos de graduação em Química tentou fazer asimulação da mistura de gases de um vulcão adicionando 3,2 g SO₂, 12,0 g de H₂O e 0,44 g de CO₂ em um recipiente de 20 l e mantido em 120,0ºC. Sobre essa experiência, analise as afirmativas a seguir e dê valores Verdadeiro (V) ou Falso (F). ( ) A pressão total do sistema é maior que a soma das pressões parciais dos gases do experimento. ( ) A quantidade de matéria total no recipiente é a soma do número de mols de cada gás do recipiente. ( ) A pressão parcial de cada gás (Pi) é dado pela fração (ni/ntotal) da pressão final, representada pela equação Pi = Xi.P, onde Xi = ni/ntotal. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta de cima para baixo. a) V - V - V b) V - V - F c) F - V - V d) F - F - V Comentários: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 35 85 Afirmativa 1: falsa. A pressão total do sistema é igual a soma das pressões parciais dos gases do experimento, de acordo com a Lei de Dalton para as pressões parciais. Então, a pressão total não pode ser maior que a soma das pressões parciais. Sendo assim, podemos escrever: 2 2 2SO H O COP P P P Afirmativa 2: verdadeira. A quantidade de matéria total no recipiente é a soma do número de mols de cada gás do recipiente. Isso porque cada mol de um gás ideal ocupa o mesmo volume, independente da natureza do gás. Afirmativa 3: verdadeira. A pressão parcial de cada gás é dada pela fração que a quantidade de matéria deste gás representa na quantidade de matéria total vezes a pressão total. Esse é o princípio da Lei de Dalton. Resposta: letra C 24. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá) - 2023) Um tanque de armazenamento contém inicialmente 300 mol de C₂H₆ (g) a 1,3 atm. 150 mol adicionais de C₂H₆ (g) são bombeados para o tanque à temperatura constante, que é grande suficiente para manter a temperatura também constante. Sabendo-se que a massa molar do C₂H₆ (g) é de 30,07 g/mol e a constante universal dos gases é 0,082 atm.l.mol⁻¹.K⁻¹, assinale a alternativa que corresponde à pressão final dentro do tanque: a) 1,45 atm b) 0,87 atm c) 1,95 atm d) 2,6 atm Comentários: A quantidade de mols de gás aumentou, mas a temperatura e o volume permaneceram constantes. Assim da equação dos gases ideais obtemos a seguinte equação: 1 2 1 2 P P n n Nas condições iniciais, temos n1 = 300 mol e P1 = 1,3 atm. Após adicionar mais gás, temos n2 = 300 mol + 150 mol = 450 mol. Substituindo esses valores na fórmula, podemos encontrar a pressão final (P2): Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 36 85 1 2 2 1 2 2 1,3 450 300 1,95 P P n n P P atm Resposta: letra C 25. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá)/2023) Sobre a Teoria Cinética dos Gases, temos que o modelo cinético é baseado em quatro hipóteses: I. As partículas se comportam tanto como onda e como partícula. II. As moléculas não influenciam umas às outras, nunca. III. As moléculas de um gás são pontos infinitesimalmente pequenos. IV. Um gás consiste em uma coleção de moléculas em movimento aleatório contínuo. Estão corretas as afirmativas: a) I e II apenas b) II e III apenas c) III e IV apenas d) II e IV apenas Comentários: Afirmativa I: falsa. O comportamento dual de partícula e onda é uma característica da mecânica quântica, e não é considerada no modelo cinético dos gases, que se baseia na mecânica clássica. Afirmativa II: falsa. Embora no modelo ideal as moléculas de um gás não exerçam forças atraentes ou repulsivas significativas umas sobre as outras na maior parte do tempo, elas ainda interagem durante colisões. Estas colisões, embora sejam elásticas (sem perda de energia cinética), são uma forma de interação, contrariando a afirmação de que as moléculas "nunca" influenciam umas às outras. Afirmativa III: verdadeira. A teoria cinética dos gases considera que as moléculas de um gás são pontos infinitesimalmente pequenos. Isso significa que o volume das partículas de gás é negligenciado em relação ao volume total do gás. Afirmativa IV: verdadeira. A teoria cinética dos gases considera que um gás consiste em uma coleção de moléculas em movimento aleatório contínuo, colidindo entre si e com as paredes do recipiente. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 37 85 Resposta: letra C. 26. (IBFC - Esp S /Pref Cuiabá/Químico/2023) Observe as seguintes situações: 1. 40,0 mg de Ar está confinado em um frasco de 0,0500 l a 27ºC. 2. 40,0 mg de Kr está confinado em um frasco diferente de 0,0500 l a 27ºC. A constante universal dos gases é 8,314462 L.kPa.K⁻¹.mol⁻¹. Massa molar aproximada: Ar = 40 g/mol, Kr = 80 g/mol. Sobre o assunto, analise as afirmativas a seguir. I. Para ter a mesma pressão do Ar, o Kr tem que estar a 600K. II. Para que os 2 gases tenham a mesma pressão, as temperaturas do Ar e do Kr devem ser iguais. III. O número de mol (n) do Kr é o dobro do número de mols do Ar. Estão corretas as afirmativas: a) I apenas b) I e II apenas c) II apenas d) II e III apenas Comentários: Afirmativa I: verdadeira. Considerando-se a pressão igual e sabendo que o volume é o mesmo, então podemos obter a seguinte equação mediante a equação dos gases ideias: Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 38 85 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 0,04 0,04 80 40 2 1 2 Kr Ar Kr Ar Kr Ar n T n T m m T T M M g T T T T T T Portanto, temos que, quando a pressão for igual para ambos os gases, a temperatura do gás Kr será o dobro da temperatura do Ar. Nesse sentido, quando a temperatura de Ar for 300K (27°C + 273), temos que a temperatura de Kr será 600K. Afirmativa II: falsa. Mostrado acima que necessitaria do dobro da temperatura. Afirmativa III: falsa. O número de mols (n) é dado pela relação entre a massa da substância (m) e a massa molar (MM) dessa substância, ou seja, n = m/MM. Como as massas de Ar e Kr são iguais (40 mg), e a massa molar do Kr é o dobro da massa molar do Ar, o número de mols do Kr é a metade do número de mols do Ar, e não o dobro. 40 80 2 Kr Kr Ar Ar Ar Kr Ar Kr Kr Ar Ar Kr n M n M M n n M n n n n Resposta: letra A. 27. (IBFC - Esp S (Pref Cuiabá)/Pref Cuiabá/Químico/2023) Em um experimento à temperatura constante, duas situações foram testadas ao mesmo tempo. Um gás A, que estava em um container de 750 ml e uma pressão de 1000 Torr foi transferido para um recipiente de 5 l. Um gás B com um volume inicial de 0,7 l a 600 Pa foi comprimido a 200 ml. Sabe-se que a massa molar do gás A é 76 g/mol e do gás B é 132 g/mol e as constantes universais dos gases é 62,3637 L.Torr.K⁻¹.mol⁻¹ e 8,314462 m³.Pa.K⁻¹.mol⁻¹. Considerando essa situação, assinale a alternativa que contenha as pressões finais dos dois gases corretas. Diego Souza Aula 13 - somente PDF SEDUC-RS (Professor - Licenciatura Plena em Química ou LP em Ciências/Química) Conhecimentos Específicos www.estrategiaconcursos.com.br 39471799600 - Naldira Luiza Vieria 39 85 a) 150 Torr e 2100 Pa b) 0,150 Torr e 21 atm c) 150 Torr e 4200 Pa d) 1,50 Torr e 4,2 Pa Comentários: Nesta questão, temos que utilizar a lei de Boyle, já que a pressão e o volume variam após a transformação, sob temperatura constante. 1 1 2 2PV PV Para o gás A, temos: P1 = 1000 Torr; V1 = 750 mL; V2 = 5 L Usando a lei de Boyle,