Lista de exercicios - Gases

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1ª Lista de exercícios - Gases 
 
1) Se uma amostra de gás, submetida a uma condição de temperatura e número de mols constantes, 
tem seu volume quadruplicado, qual será o efeito na pressão exercida por este? 
2) Uma seringa vedada possui uma determinada quantidade de gás na temperatura T1, ocupando um 
volume V a uma pressão p1. Você segura o êmbolo com um dedo a fim de manter o volume constante. 
Em seguida, você imerge a seringa em água quente até atingir uma temperatura T2. Sendo T2 = 2T1, o 
que acontecerá com a pressão final (p2) em relação a inicial (p1)? 
3) Um balão é preenchido com gás hélio e lançado ao ar livre, sob condições de pressão e temperatura 
iguais a p1 e T1, respectivamente. Após um tempo, o balão alcança uma determinada altitude em que 
novas condições são atingidas (p2 e T2). Explique, em termos qualitativos, como essas variações na 
pressão e temperatura influenciariam no volume final em relação ao inicial, sendo T2 < T1 e p2 < p1. 
4) Uma quantidade de N2 ocupa um volume de 5,5 L a uma temperatura de 25 °C. Qual será a 
temperatura se o volume for aumentado para 0,015 m3? (Considere que a pressão é mantida constante). 
R: 540 °C. 
 
5) Qual é o volume de 21 g de N2 nas CNTP? (CNTP → p = 1 atm, T = 298 K; V = 22,4L) R: 16,8 L. 
 
6) O gás CO é oxidado a CO2 de acordo com a equação química abaixo. 
2 CO(g) + O2(g)  2 CO2(g) 
Se 4 L de CO forem misturados com 3 L de O2, qual será o volume total de gás resultante após a reação 
se completar, supondo que não ocorra nenhuma variação na temperatura e na pressão total? 
R: 5 L 
 
7) Calcule a densidade do ar seco a 10 °C e 0,5 atm. Considere a massa molar média do ar seco igual 
a 28,9 g mol-1. R: 0,624 g L-1. 
 
8) Calcule a massa molar de um gás cuja densidade é de 0,116 g L-1, sabendo que este gás ocupa um 
volume de 1 L a uma temperatura de 28 °C e pressão de 0,102 atm. Qual a identidade deste gás, 
considerando que o mesmo é um gás diatômico formado pelo mesmo elemento químico? 
R: 28 g mol-1; gás N2. 
 
9) Uma quantidade de 1 mol de O2 está armazenada em um cilindro com pistão móvel a 0 °C. A pressão 
inicial exercida pelo gás é de 1 atm. O gás é, em seguida, comprimido pelo pistão de tal forma que o 
volume final seja igual a um terço do volume inicial e a pressão final igual a 3,5 atm. Qual é a 
temperatura final do gás? R: 45,5 °C. 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ 
CENTRO DE CIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E FÍSICO-QUÍMICA 
Disciplina: Físico-Química Aplicada à Farmácia 
Profa.: Adriana Correia 
Tutores: Maria José e Wilson 
 
10) O eugenol, composto químico de fórmula molecular C10H12O2, contém propriedades bactericidas, 
antivirais e é utilizado como anestésico para alívio de dores de dente. Em uma experiência de 
combustão, 0,150 g foram queimados totalmente, gerando CO2 e vapor de água, de acordo com a 
reação: 
C10H12O2 (l) + 12 O2(g)  10 CO2(g) + 6 H2O(v) 
Quantos mols de CO2 foram gerados nessa combustão? Se essa quantidade for armazenada em um 
recipiente de 150 mL a 25 °C, qual será a pressão do gás? R: 9,14x10-3 mols; 1,49 atm. 
 
11) A água oxigenada (H2O2) é frequentemente empregada para assepsia de ferimentos, pois essa se 
decompõe gerando gás oxigênio, que é capaz de eliminar grande parte de bactérias aeróbicas. A reação 
de decomposição da água oxigenada é: 
H2O2(aq)  2 H2O (l) + 1/2 O2(g) 
Em um experimento de decomposição de água oxigenada, a 25 °C, qual a quantidade, em mols, de 
H2O2 deve estar contida em um recipiente de 100 mL para que a pressão de O2 seja de 1,2 atm? 
R: 0,01 mol. 
 
12) Explique o termo “pressão parcial” da lei de Dalton e o porque dela ser uma lei limite. 
 
13) Um ar respirável, segundo a norma NBR 12543:1999, deve ser composto de no mínimo 20,93 % 
de O2 e não exceder 4 % de CO2. A atmosfera do planeta Beta possui pressões parciais de gás oxigênio, 
nitrogênio, dióxido de carbono, argônio, hélio e hidrogênio iguais a 11, 20, 10, 4, 3 e 2 atm, 
respectivamente. O ar do planeta Beta pode ser considerado respirável? Justifique com cálculos. 
R: Não; %O2 = 22 e %CO2 = 20. 
 
14) Três balões de 0,5 L, a 300 K, contendo cada um deles gases diferentes a pressões distintas (balão 
1: 4 atm, balão 2: 8 atm, balão 3: 5 atm), são comunicados um com os outros por meio da abertura de 
válvulas. Qual será pressão final e a pressão parcial de cada um dos gases após a abertura das válvulas? 
R: pT = 5,67 atm; p1 = 1,33 atm, p2 = 2,67 atm, p3 = 1,67 atm. 
 
15) Através de uma série de etapas enzimáticas, gás carbônico e água produzem glicose e oxigênio no 
processo de fotossíntese de acordo com a reação: 
6 CO2(g) + 6 H2O (l)  C6H12O6 (s) + 6 O2(g) 
Para uma célula biológica produzir 10-3 g/min de glicose, em que taxa (L/min) o gás carbônico deve 
ser fornecido, a uma pressão de 0,26 mmHg e temperatura de 25 °C? 
R: 2,4 L/min. 
 
16) Em quais condições experimentais de temperatura e pressão os gases se comportam, em geral, de 
forma não ideal? Explique como essas duas propriedades fazem com que os gases apresentem esse 
comportamento de não idealidade. 
 
17) A depender das condições que um gás é submetido, suas propriedades de p, V e T não podem ser 
correlacionadas pela lei dos gases ideais. Nesse caso, é preciso utilizar outras equações, que são mais 
adequadas para prever uma propriedade do sistema gasoso. Uma delas é a equação de Van der Waals. 
Sobre esta equação responda: 
a) Qual o significado dos coeficientes “a” e “b”? 
b) Um sistema com 8 mols de gás cloro (Cl2), em um tanque de 4 L a 27 °C, teria a pressão 
superdimensionada ou subdimensionada, utilizando a hipótese de gás ideal? Explique mostrando os 
cálculos. (Para Cl2, a = 6,49 atm L
2 mol-2 e b = 0,0562 L mol-1). R: Pressão superdimensionada. 
 
18) O fator de compressibilidade, Z, fornece uma medida do desvio da idealidade do comportamento 
de um gás em determinadas condições. Com relação a Z, responda: 
a) Quais interações são predominantes quando (i) Z > 1, (ii) Z < 1 e (iii) Z = 1? 
b) Explique a diferença de intensidade do desvio da idealidade entre CH4 e NH3 (Caso 1) e H2, CH4 e 
C2H4 (Caso 2), observados na figura 1, em pressões até 100 atm. 
 
 
 
Figura 1 – Variação do fator de compressibilidade para diversos gases, em função da pressão a 0°C. 
 
c) Um gás está sob as condições de temperatura e pressão 300 K e 12 atm, respectivamente, e possui 
o volume molar 15 % maior do que o calculado pela lei dos gases ideais (perfeitos). Calcule o fator de 
compressibilidade nestas condições.