Gases exercicios

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Engenharia Agronômica
Gases – Química Geral e Orgânica
Lei de Boyle:
Na compressão dos gases é muito comum acontecer o seguinte (acompanhe as setas no gráfico): aumentando-se a pressão sobre o gás, seu volume diminui gradativamente até o ponto A, onde o gás se liquefaz; de A (gás) para B (líquido), seu volume se reduz bruscamente; e, em seguida, praticamente não varia mais (B → C), pois os líquidos são pouco compressíveis. Evidentemente, a partir de A, a lei de Boyle deixa de ser válida. Essa situação pode ser visualizada nos isqueiros a gás de corpo transparente, nos quais é possível enxergar o gás liquefeito.
1. Uma amostra de gás nitrogênio está submetida a 0,3 atm em um recipiente de 2,0 L. Mantendo-se a temperatura fixa, o volume é alterado até a pressão atingir 1,2 atm. Qual é o volume final?
2. A figura mostra uma seringa nova e sem agulha na qual está confinado um pouco de ar. Admitindo que a temperatura permaneça constante, o que se deve fazer com o êmbolo para que a pressão interna duplique? Que lei científica você utilizará?
3. Se uma amostra de gás, submetida a temperatura constante, tem o seu volume triplicado, o que acontece com a pressão?
4. A lei de Boyle afirma que, mantendo-se a temperatura constante, a pressão P e o volume V de um gás relacionam-se da seguinte maneira:
a) P e V são diretamente proporcionais b) P + V = constante c) P – V = constante
d) P = V e) Se P for reduzido à metade, o valor de V deverá dobrar
5. Se certo gás contido em um compartimento e exercendo pressão de 10 cmHg for comprimido de maneira a ocupar um vigésimo do seu volume inicial, qual será a pressão final (temperatura constante)?
6. Dois tanques contendo um mesmo tipo de gás ideal, um de volume 5L e pressão interna de 9 atm, e outro de volume 10L e pressão interna de 6 atm, são conectados por uma válvula. Quando essa é aberta, é atingido o equilíbrio entre os dois tanques à temperatura constante. A pressão final nos tanques é
A) 3 atm. B) 4 atm. C) 7 atm. D) 12 atm. E) 15 atm
7. Um cilindro de 8,2L de capacidade contém 320g de gás oxigênio a 27°C. Um estudante abre a válvula do cilindro deixando escapar o gás até que a pressão seja reduzida para 7,5 atm. Supondo-se que a temperatura permaneça constante, a pressão inicial no cilindro e a massa de gás liberada serão, respectivamente:
a) 30atm e 240g. b) 30atm e 160g. c) 63atm e 280g. d) 2,7atm e 20g. e) 63atm e 140g.
8. Um hidrocarboneto gasoso (que pode ser eteno, etino, propano, etano ou metano) está contido em um recipiente de 1L, a 25°C e 1 atm. A combustão total desse hidrocarboneto requer exatamente 5L de O2, medidos nas mesmas condições de temperatura e pressão. Portanto, esse hidrocarboneto deve ser:
a) eteno. b) etino. c) propano. d) etano. e) metano.
Lei de Charles
Charles percebeu nos estudos dos gases que sob volume constante, a pressão exercida por uma determinada massa gasosa é diretamente proporcional à sua temperatura absoluta (Temperatura em Kelvin). Observou que se dobrar a temperatura absoluta sobre o gás, a pressão dobra, permanecendo constante o volume
9. Uma amostra de gás encontra-se num recipiente fechado e indeformável, a -73 °C e 60 kPa. Se a temperatura for elevada até +77 °C, qual será a nova pressão?
10. Se uma amostra de 12,5 L de gás oxigênio, a 223 °C, for aquecida até 227 °C, mantendo-se sua pressão constante, qual será o volume final?
11. Considere uma determinada quantidade de gás carbônico confinada em um recipiente de 15 m3 , a 1 atm e 57 °C. Se esse gás for inteiramente transferido para outro recipiente de 20 m3 , qual deverá ser a temperatura final (em °C), a fim de que a pressão não se altere?
12. Uma certa quantidade de gás ocupa um volume de e sua temperatura é de 450 K. Sem que a pressão mude, sua temperatura é baixada para 300 K. Determine o volume do gás nessa nova situação.
13. A 27º C determinada massa de gás ocupa o volume de 300 mL. Calcule o volume que essa massa ocupará se a temperatura se elevar a 47º C, sem que haja variação de pressão.
14. Um reator industrial de volume fixo contém 10,0 mols de uma amostra de gás que deve ser mantido a uma pressão constante de 5,00 atmosferas. Aquecendo-se o gás, a temperatura sobe de um valor inicial de 25ºC para 300ºC. Para que a pressão seja mantida constante, deverão ser liberados: 
a) 4,8 mols de gás b) 5,2 mols de gás c) 4,8 L de gás d) 5,2 g de gás
Lei de Dalton
A lei de Dalton diz que, em uma mistura gasosa, a pressão de cada componente independe da pressão dos demais e que a pressão total (P) é igual à soma das pressões parciais. Neste caso há a contribuição de cada gás presente no meio. Portanto, a contribuição total é o somatório das contribuições parciais. 
15. Considere a mistura de 0,5 mol de CH4 e 1,5 mol de C2H6, contidos num recipiente de 30,0 litros a 300 K. A pressão parcial do CH4 em atmosferas é igual a
a) 1,0 b) 0,82 c) 0,50 d) 0,41 e) 0,10
16. Sabendo-se que o volume molar de um gás nas condições normais de pressão e temperatura (CNPT) é igual a 22,4 L e que R = 0,082 atm L / (mol K), o maior número de moléculas está contido em 1,0 L de:
a) H2, nas CNPT b) N2, nas CNPT c) H2, a -73 °C e 2 atm d) H2, a 27 °C e 1 atm
e) uma mistura equimolar de H2 e N2, a 127 °C e 1,5 atm
17. Uma mistura gasosa, num recipiente de 10 L, contém 28 g de nitrogênio, 10 g de dióxido de carbono, 30 g de oxigênio e 30 g de monóxido de carbono, a uma temperatura de 295 K. A alternativa que apresenta o valor da pressão parcial do nitrogênio é:
a) 2,27 atm b) 2,42 atm c) 2,59 atm d) 2,89 atm e) 4,82 atm
18. Se o sistema representado abaixo for mantido a uma temperatura constante e se os três balões possuírem o mesmo volume, após se abrirem as válvulas A e B, a pressão total nos três balões será:
a) 3 atm b) 4 atm c) 6 atm d) 9 atm e) 12 atm
19. A mistura gasosa ciclo propano-oxigênio pode ser usada como anestésico. Sabendo-se que as pressões parciais do ciclo propano C3H6 e do oxigênio O2 na mistura são respectivamente iguais a 160 mmHg e 525 mmHg, a relação entre suas correspondentes massas é:
Massas molares: C3H6 = 42 g/mol; O2 = 32 g/mol
a) 160/525 b) 42/32 c) 2/5 d) 160/685 e) 2/7
20. Temos um recipiente com N2 puro e outro com O2 puro. Volumes e pressões iniciais estão assinalados no esquema abaixo:
Abrindo a torneira que separa os dois gases e mantendo a temperatura, a pressão interna estabiliza-se no valor de:
a) 6,00 atm b) 3,00 atm c) 2,60 atm d) 2,50 atm e) 2,17 atm
21. Borbulha-se oxigênio através de uma coluna de água e, em seguida, coletam-se 100 cm³ do gás úmido a 23 °C e 1,06 atm. Sabendo que a pressão de vapor da água a 23 °C pode ser considerada igual a 0,03 atm, calcule o volume coletado de oxigênio seco nas CNPT.
22. Suponha que 40,0 mL de hidrogênio e 60,0 mL de nitrogênio nas CNTP são transferidos ao mesmo recipiente de 125 mL. Qual a pressão da mistura a 0 °C?
23. Suponha que 25,0 mL de oxigênio a 25 °C e 705 mm Hg são adicionados a um recipiente de 30,0 mL que já contém dióxido de carbono a 35 °C e 735 mm Hg. Se a temperatura for elevada a 28 °C, qual sua pressão?
24. Suponha que 0,500 de gás oxigênio é coletado a 30 °C Calcule o volume em mL ocupado pelo gás se ele é coletado: a) seco, a 735 mm Hg b) sobre a água a uma pressão de (total) de 735 mm Hg.
25. Uma dada amostra de gás CO2 pesa 10,0 g. Calcular seu volume quando coletado sobre a água a 50 °C e 0,952 atm.
26. O oxigênio pesando 1,00 g é colocado em um recipiente que contém um líquido desconhecido. O oxigênio não se dissolve apreciavelmente no líquido e o volume da fase gasosa é 0,850 litros. Se a pressão da mistura dogás é 739 mm Hg e sua temperatura é 25 °C, qual é a pressão de vapor do líquido desconhecido a 25 °C?
27. A maior parte dos mergulhos recreativos é realizada no mar, utilizando cilindros de ar comprimido para a respiração.
Sabe-se que:
I. O ar comprimido é composto por aproximadamente 20% de O2 e 80% de N2 em volume.
II. A cada 10 metros de profundidade, a pressão aumenta de 1 atm.
III. A pressão total a que o mergulhador está submetido é igual à soma da pressão atmosférica mais a da coluna de água.
IV. Para que seja possível a respiração debaixo d’água, o ar deve ser fornecido à mesma pressão a que o mergulhador está submetido.
Em pressões parciais de O2 acima de 1,2 atm, o O2 tem efeito tóxico, podendo levar à convulsão e morte. A profundidade máxima em que o mergulho pode ser realizado empregando ar comprimido, sem que seja ultrapassada a pressão parcial máxima de O2, é igual a:
a) 12 metros. b) 20 metros. c) 30 metros. d) 40 metros. e) 50 metros.
DIFUSÂO E EFUSÂO (DENSIADE E PESO MOLECULAR)
A difusão de um gás é o seu espalhamento em outro meio gasoso, e a efusão é um vazamento dos gases através de pequenos orifícios. Graham mostrou que a velocidade de difusão de um gás entre outro é inversamente proporcional à raiz quadrada da densidade do gás.
Veja alguns exemplos de difusão de gases através do ar que ocorrem em nosso cotidiano:
Sentimos o cheiro do gás ao trocar o botijão;
Uma pessoa perfumada entra em um ambiente e todos sentem o cheiro;
A fumaça que sai da chaminé das fábricas ou do escapamento dos automóveis se dispersa pelo ar e, com o tempo, não conseguimos mais distingui-la;
Toda a geladeira fica com um cheiro ruim quando há alguma comida estragada dentro dela;
Quando alguém está fumando em um ambiente fechado, todos sentem o cheiro desagradável;
Essências aromáticas e velas perfumadas deixam todo o ambiente com um cheiro agradável.
28. A densidade de um gás X em relação ao gás oxigênio é 2. Nas mesmas condições de temperatura e pressão, determine: a) a massa molecular de X. b) a velocidade de difusão (efusão) em relação ao gás oxigênio. Dado: O = 16
29. A velocidade de difusão do gás hidrogênio é igual a 27 km/min, em determinadas condições de pressão e temperatura. Nas mesmas condições, a velocidade de difusão do gás oxigênio em km/h é de, aproximadamente:
a) 4 km/h b) 100 km/h c) 405 km/h d) 240 km/h e) 960 km/h
30. Em uma experiência, para determinar a massa molar de um composto x, encontrou-se que a efusão de 25 mL do gás por uma barreira porosa leva 65 seg. A efusão do mesmo volume de argônio ocorre em 38 seg, sob as mesmas condições. Qual a massa molar de x? Dado: Ar = 40.
31. Dentre os gases abaixo, nas mesmas condições, o que se difunde mais rapidamente é:
a) o monóxido de carbono b) a amônia c) o ozônio d) o nitrogênio e) o hidrogênio
32. 
Nas extremidades de um tubo de vidro de 25 cm são acoplados dois balões, A e B. Cada um deles é separado do tubo por uma torneira, conforme o esquema acima. No balão A existe gás hidrogênio (massa atômica = 1) e no balão B, gás oxigênio (massa atômica = 16). Exatamente no mesmo instante, t = 0, abrem-se as duas torneiras. O gás hidrogênio difunde-se com velocidade de 0,5 cm/s, nas condições da experiência. A temperatura é mantida constante. Podemos dizer que os dois gases se encontram no tubo em:
a) t = 10 s, a 20 cm da extremidade B. b) t = 25 s, no centro do tubo.
c) t = 50 s, na extremidade B. d) t = 40 s, a 5 cm da extremidade B.
e) t = 40 s, a 20 cm da extremidade B.
33. Numa sala fechada, foram abertos ao mesmo tempo três frascos que continham, respectivamente, NH3(g), SO2(g) e H2S(g). Uma pessoa que estava na sala, a igual distância dos três frascos, sentirá o odor destes gases em que ordem?
34. A velocidade de efusão do gás hidrogênio é seis vezes maior que a velocidade de efusão de um gás x. Calcular a massa molecular do gás x, sabendo que a massa atômica do hidrogênio é 1. Dado: H=1
35. A figura mostra cinco curvas de distribuição de velocidade molecular para diferentes gases (I, II, III, IV e V) a uma dada temperatura
Assinale a opção que relaciona CORRETAMENTE a curva de distribuição de velocidade molecular a cada um dos gases.
a) I = H2, II = He, III = O2, IV = N2 e V = H2O. b) I = O2, II = N2, III = H2O, IV = He e V = H2.
c) I = He, II = H2, III = N2, IV= O2 e V = H2O. d) I = N2, II = O2, III = H2, IV = H2O e V = He.
e) I = H2O, II = N2, III = O2, IV = H2 e V = He.