EXERCÍCIOS GASES

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EXERCÍCIOS
Um frasco rígido de 200 cm3 contém CO2 nas CNTP, se o frasco é aquecido a 546°C qual a pressão final do sistema?
V = 0,2 L ; P1 = 1 atm	;	T1 = 0°C = 273K ;	T2 = 546°C = 819K
	 P1/T1 = nR/V = P2/T2 ;	P2 = P1 T2/T1 ;	 P2 = 1 . 819/273 ; P2 = 3 atm
A densidade do mercúrio a 25°C é 13,5 g/cm3 e a da água 0,997 g/cm3. Se nessa temperatura a pressão ambiente é 1,0 atm, qual a altura de uma coluna barométrica de água?
F = PA = Pπr2 
F = mg = Vdg = Ahdg = πr2hdg 
Pπr2 = πr2hdg;	 P = hdg ; 	P = 1atm = 760mmHg
P = h1d1g = h2d2g ;	h1d1 = h2d2
h2 = h1d1/d2	h2 = 760 . 13,5 / 0,997 ; h2 = 10363mm
Um pequeno orifício é feito em um frasco contendo quantidades molares idênticas dos gases hidrogênio e oxigênio. Determine a razão entre as velocidades de efusão dos gases no momento em que começam a escapar pelo orifício.
PV = ½ mv2 ; v = √(2PV/m); v1/v2 = √(2PV/m1)/√(2PV/m2) ; v1/v2 = √( m2/m1)
	 mH2 = 2g/mol ; mO2 = 32g/mol
	 vH2/vO2 = √( 32/2) ; vH2/vO2 = 4
Transfere-se 50 mL de hidrogênio medidos nas CNTP para um frasco rígido de 50 mL contendo hélio nas mesmas condições. Determine a pressão final do sistema a 0°C.
Admitindo processo isotérmico: T1 = T2 = 273K.
P1 = 1atm ; VH2 = VHe = 0,05L
PH2VH2 + PHeVHe = PV = nRT
P = 1 . 0,05 + 1 . 0,05 = P . 0,05 ; 	P = 2atm
Determine a massa em gramas de 1,12 L de oxigênio medidos nas CNTP.
PV = nRT ;	n = m/MM	PV = m RT/MM ;	m = PV. MM / RT
P = 1atm ; T = 273K ; V = 1,12L ; MM = 32g
	 m = 1 . 1,12 . 32 / 0,082 . 273 ;		m = 1,6g
 	
Um frasco rígido contendo 0,15 mols de oxigênio a temperatura de 127°C e pressão de 1 atm é submetido à ação de raios ultravioleta, transformando todo o oxigênio em ozônio. Determine a pressão do frasco nessa mesma temperatura.
3O2 ( 2O3 ; O2 = 0,15mols ;	O3 = 2/3 O2 ;	O3 = 2/3 0,15 = 0,1mols
V1 = V2 ; T1 = T2 = 400K ; P1 = 1atm
P1/ n1 = P2/ n2 = RT/V ; 
1 / 0,15 = P2 /0,1 = RT/V
P2 = 1 . 0,1 / 0,15
P2 = 0,67atm
Se 30 L de oxigênio nas CNTP são comprimidos a 15 L qual a pressão final do sistema a 25°C?
T1 = 273K ; T2 = 298K ; P1 = 1atm ; V1 = 30L ; V2 = 15L
P1V1/T1 = P2V2/T2 = nR 
1 . 30/273 = P2 . 15/298 ;		P2 = 2,18atm
Se 150 cm3 de CO2 nas CNTP são aquecidos a 546°C, qual a pressão final do sistema?
V = 0,15 L ; P1 = 1 atm ; T1 = 0°C = 273K ;	T2 = 546°C = 819K
	 P1/T1 = P2/T2 = nR/V ;	P2 = P1 T2/T1 ;	 P2 = 1 . 819/273 ; P2 = 3atm
Admitindo as mesmas condições de volume, pressão e temperatura, determine a razão entre as velocidades médias de difusão dos gases metano e hidrogênio.
PV = ½ mv2 ; v = √(2PV/m); v1/v2 = √(2PV/m1)/√(2PV/m2) ; v1/v2 = √( m2/m1)
	 mH2 = 2 ; mCH4 = 16
	 vH2/CH4 = √( 16/2) ; vH2/CH4 = 2,83
Se 0,8 g de oxigênio são irradiados com ultravioleta e formam 0,48 g de ozônio, determine o volume da mistura na temperatura de 123°C sob pressão de 1 atm.
mO3 = 0,48g ;	mO2 = 0,8 – 0,48 = 0,32g
nO3 = 0,48/48 = 0,01 ; nO2 = 0,32/32 = 0,01 ; n = nO3 + nO2 = 0,01 + 0,01 = 0,02
T = 396K ; P = 1atm
V = nRT/P ;	V = 0,02 . 0,082 . 396/1 ;		V = 0,63L
Um recipiente inicialmente com 5,2 litros de capacidade contém os gases oxigênio (O2) e ozônio (O3) em equilíbrio a 25°C. Se uma ação externa diminui isotermicamente esse volume para 3,8 litros, as quantidades relativas de ozônio e oxigênio aumentam, diminuem, ou não se alteram? Justifique sua resposta.
P1V1 = P2V2 ; P2 = P1V1/ V2 ; P2 = P1 . 5,2/3,8 ;	P2 = 1,37 P1 
3O2 ( 2O3 Se a pressão aumenta, a quantidade de oxigênio diminui e a de ozônio aumenta, diminuindo a quantidade total de gás do sistema;	
Transfere-se 60 mL de hidrogênio nas CNTP para um frasco rígido de 40 mL que contém nitrogênio nas mesmas condições. Admitindo que estes gases não reagem não reagem entre si, determine a pressão do sistema e a pressão parcial de cada gás a 0°C.
Admitindo processo isotérmico, Ti = Tf = 273K ; Pi = 1atm ; 		Vf = 0,04L
PiVi = PfVf = nRT
H2 : 1 . 0,06 = Pf . 0,04 = nRT ;	Pf = 0,06/0,04 ;	PH2 = 1,5atm 
N2 : 1 . 0,04 = Pf . 0,04 = nRT ;	Pf = 0,04/0,04 ;	PH2 = 1atm 
Sistema:	P = PH2 + PN2 ;	P = 1,5 + 1 ;	 		P = 2,5 atm
Dois frascos rígidos idênticos, um contendo o gás A sob pressão de 3 atm e o outro contendo o gás B com pressão de 5 atm são colocados em contato de modo que os gases fluem livremente de um para o outro frasco. Considerando que metade do gás A reage com o gás B formando o gás C segundo a reação: A(g) + B(g) ==== 2C(g), determine a pressão parcial de cada um dos gases A, B e C.
VA = VB ;		Vf = VA + VB = 2VA = 2VB
P1V1 = P2 V2 = nRT ;	
Início:	A: 3 . VA = PA. 2VA ; PA = 1,5 atm
 		B: 5 . VB = PB. 2VB ; PB = 2,5 atm
 A + B ( 2C ; 1 + 1 ( 2 ; Sistema: ni = nf 
 P = PA + PB ; P = 1,5 + 2,5 ; P = 4 atm
 Reação:	A:	nf = ½ ni
 B:	nf = ½ ni
 Pi/ni = Pf/nf = RT/Vf;	A:	1,5/ni = Pf/ ½ ni ;	PA = 0,75atm
				B:	2,5/ni = Pf/ ½ ni ;	PB = 1,25atm
 P = PA + PB + PC ;	 4 = 0,75 + 1,25 + PC ;	 PC = 2atm
Dois mols de N2O4 estão contidos num recipiente rígido a pressão de 2 atm. Se metade desse gás se decompõe isotermicamente no gás NO2 , determine a pressão o sistema e a pressão parcial de cada gás.
Vi = Vf ;	Ti = Tf ;	ni = 2mols ;	Pi = 2 atm
N2O4 ( 2NO2 ;	1 ( 2 ;	
 		N2O4 : 		nf = ni /2 ;	nf = 2/2 ;	nf = 1mol
 		NO2 : 		nf = 2 . 2 /2			nf = 2mol
Pi/ni = Pf/nf = RT/Vf;
 		N2O4 : 		2/2 = Pf /1 ; Pf = 1atm
 		NO2 : 		2/2 = Pf /2 ; Pf = 2atm
Sistema: P = PN2O4 + PNO2 ;		P = 1 + 2 ;	P = 3atm
 
Dois frascos rígidos iguais, um contendo um mol do gás hidrogênio (H2) e o outro contendo um mol de iodo gasoso (I2), ambos sob pressão de 4 atm e na mesma temperatura, são colocados em contato, de modo que os gases podem fluir de um para outro frasco. Se metade do iodo reage isotermicamente com hidrogênio formando HI gasoso, determine a pressão do sistema e a pressão parcial de cada gás.
VH2 = VI2 ;		Vf = VH2 + VI2 = 2VH2 = 2VI2
P1V1 = P2 V2 = nRT ;
Início: H2: . nH2 = 1 mol ; PH2 = 4 atm; 	 4 . VH2 = P H2 . 2VH2 ; P H2 = 2 atm
 	 I2: . nI2 = 1 mol ; PI2 = 4 atm	 4 . VI2 = P I2 . 2VI2 ; P I2 = 2 atm
 H2 + BI2( 2HI ; 1 + 1 ( 2 ; 
 Sistema : ni = nf :		P = PH2 + PI2 ; P = 2 + 2 ; P = 4 atm
 Reação:
 	H2:	nf = ½ ni
 I2:	nf = ½ ni
 Pi/ni = Pf/nf ;	H2:	2/ni = Pf/ ½ ni ;		PH2 = 1atm
			I2:	2/ni = Pf/ ½ ni ;		PI2 = 1atm
 P = PH2 + PI2 + PHI ;	 4 = 1 + 1 + PHI ;	 	PHI = 2atm
Um mol de ozônio é colocado em um frasco de 1,0 litro a 27oC. Esse gás sofre decomposição fotoquímica isotérmica, onde 50% do mesmo se converte em oxigênio. Qual a pressão final do sistema?
V = 1L ; T = 300K ; ni = 1; Pi = nRT/V ; Pi = 1. 0,082 . 300/1 ; Pi = 24atm
3O2 ( 2O3 ;	nO3 = 50%1 = 0,5mols ;	nO2 = 50%1 . 3/2 = 0,75mols
nf = nO3 + nO2 = 0,5 + 0,75 = 1,25mols
Pi/ni = Pf/nf = RT/V
24/1 = Pf/1,25 ;	Pf = 30atm
Dois frascos exatamente iguais contendo respectivamente os gases A e B que não reagem entre si, ambos a 27 oC, são colocados em contato, de modo que os gases possam fluir livremente de um para outro frasco. Se a pressão de 1520 mmHg do gás A é três vezes maior que do gás B e admitindo que a mistura se processa instantaneamente e sem troca de calor com o ambiente, diga qual a pressão final desses gases.
Admitindo mistura isotérmica; VA = VB ;	Vf = VA + VB = 2VA = 2VB
PA = 2 atm = 3PB ; PB = 2/3atm
P1V1 = P2 V2 = nRT ;	
A: 2 . VA = PA. 2VA ; PA = 1atm
 B: 2/3.VB = PB. 2VB ; PB = 2/6atm
O gás SO2 e um outro gás X foram, sob idênticas condições, simultaneamente colocados nas extremidades opostas de um tubo reto e na horizontal com 100 centímetros de comprimento. Após 15 segundos, o gásX percorreu 80 centímetros dentro do tubo e entrou em contato com o SO2. Determine o peso molecular desse gás admitindo comportamento ideal.
PV = ½ mv2 ; v = √(2PV/m); v1/v2 = √(2PV/m1)/√(2PV/m2) ; v1/v2 = √( m2/m1)
	 mSO2 = 64 ; 
 v = dx/dt ; dxX = 80cm ; dxSO2 = 20cm ; dtX = dtSO2 ; vX/vSO2 = 4
	 vX/SO2 = √( 64/mX) = 4; mX = 2
Explique o comportamento de um gás quando este é continuamente comprimido acima da temperatura crítica e quando continuamente comprimido abaixo da temperatura crítica.
‘	 A temperatura crítica é a máxima que permite a condensação de gases.
Acima dessa temperatura não há formação de líquido.
A compressão de um gás abaixo da temperatura crítica permite a liquefação do mesmo.
Um recipiente de 200 cm3 contendo CO2 nas CNTP é aquecido a 546 °C. Qual a pressão final do sistema?
T1 = 273K ; T2 = 819K ; P1 = 1atm ; V1 = V2 = 0,2L ; 
P1/T1 = P2/T2 = nR/V 
1 / 273 = P2 /819 ;		P2 = 3atm