Prova de Gases

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA 
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA 
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 
Disciplina: Fundamentos de Físico-Química 
Prof
a
: Regiane C.M.U. Araújo 
 
Lista de Exercícios n
o
 1 - Gases 
 
1.Calcular a massa molecular de um gás cuja densidade é de 0,241 g L
-1
 sabendo que a uma 
temperatura de 300 K e pressão de 0,1 atm, o gás ocupa um volume de 1,0 L. (Resp. M = 59,3 g mol
-1
) 
 
2.Qual é o grau de pureza de uma amostra de 2,0 g de bicarbonato de sódio sabendo-se que a mesma, 
quando em contato com ácido clorídrico, libera 0,480 L de dióxido de carbono, medido a 273 K e 1,0 
atm. (Resp. 90,06% ) 
 
 
3.O nitrito de iso-amila (CH3)2CH(CH2)2NO2 é comercializado em ampolas de 7,5 mL. A densidade é 
0,875 g mL
-1 
à 25 
o
C. Qual a pureza do produto contido na ampola se 0,656 g de nitrito de iso-amila 
libera 1 mol de óxido nitroso? (Resp. 91,3 % ) 
 2 C5H11NO2  2 NO(g) 
 
4.Em uma câmara de gases de 10 L são misturados 1 mol de nitrogênio e 3 mols de hidrogênio a 298 
K. Determine a pressão total à qual está submetido o sistema e quais serão as pressões parciais. (Resp. 
pT=9,8 atm; pN2=2,45 atm; pH2=7,35 atm) 
 
5.Três balões de 0,2 L a 298 K contendo cada um deles um gás diferente à pressão diferente, são 
comunicados um com os outros por meio da abertura das válvulas 1 e 2 (ver Figura 1). Considerando 
que o volume morto no sistema é desprezível, qual é a pressão total no final e qual a pressão parcial de 
cada um dos gases da mistura? (Resp. pT=6,0 atm; p1=2,668 atm; p2=2,000 atm) 
 
 
 
 
 
 
 
 
6.Uma amostra de Argônio é confinada em um bulbo de gás à pressão de 760 torr em um volume de 
100 mL e uma temperatura de 35 
o
C. Qual deve ser sua temperatura se sua pressão se tornar 720 torr e 
seu volume 200 mL? (Resp. T2 = 584 K ou T2 = 311 
o
C) 
 
7.Qual será a pressão final de uma amostra de nitrogênio com um volume de 950 m
3
 a 745 torr e 25 
o
C, se for aquecido a 60 
o
C, dado que o volume final é de 1150 m
3
? (Resp. p2 = ??torr) 
 
8.Uma certa amostra de oxigênio a 24 
o
C e 745 torr tem um volume de 455 mL. Quantos gramas de O2 
existem na amostra? (Resp. m=0,586 g) 
 
 
9.Um aluno precisa preparar dióxido de carbono e pretende usar a seguinte reação, na qual o 
carbonato de cálcio é aquecido: 
CaCO3(s)  CO2(g) + CaO(s) 
Essa questão se refere ao volume do recipiente necessário para comportar o gás. Que volume deve ter 
o recipiente para manter o dióxido de carbono, se 1,25 g de carbonato de cálcio for usado? Sabe-se que 
a pressão do dióxido de carbono é 740 torr e sua temperatura final é 25 
o
C. (Resp. V=314 mL no 
mínimo) 
 
10.Suponha que você queira encher um tanque pressurizado tendo um volume de 4,0 L de ar rico em 
oxigênio, usado para mergulhadores. Você quer que o tanque contenha 50,0 g de oxigênio e 150 g de 
nitrogênio. Qual será a pressão total dos gases na temperatura de 25 
o
C? (Resp. pT=42,3 atm) 
 
11.Uma amostra de oxigênio é coletada sobre água a 20 
o
C e pressão de 738 torr. Seu volume é 310 
mL. (a) Qual é a pressão parcial do oxigênio? (b) Qual seria seu volume em condições secas nas 
CNTP? (Resp. (a) pO2=720 torr; (b) V2=274 mL) 
 
12.Quais são as frações molares e as porcentagens de nitrogênio e oxigênio no ar quando suas pressões 
são 600 torr e 160 torr, respectivamente? Considere que nenhum outro gás está presente. (Resp. 
xN2=0,789 ou 78,9% em mols de N2 e xO2=0,211 ou 21,1% em mols de O2) 
 
13.Um balão de vidro de 1,0 L contém 1,0 x 10 23 moléculas de hidrogênio. A pressão do gás é 100 
kPa. 
(a) Qual é a temperatura do gás? (Resp. T=71 K) 
(b) A temperatura seria diferente se as moléculas fossem de oxigênio? Justifique sua resposta. 
 
14.(a) Um aerossol de 250 mL a 25 
o
C e 1,1 atm foi lançado em um incinerador. Quando a 
temperatura na lata alcançou 625 
o
C, ela explodiu. Qual era a pressão na lata antes de explodir, 
assumindo que alcançou a pressão máxima possível nesta temperatura? (Resp. p = 3,31 atm) 
(b) Um balão de hélio tem um volume de 22,5 L ao nível do mar, onde a pressão é 0,951 atm e a 
temperatura é 18 
o
C. O balão é resfriado a uma pressão constante até a temperatura de -15 
o
C. Qual é 
o volume do balão nessa temperatura? (Resp. V=19,9 L) 
 
15.Qual é o gás mais denso a 1,0 atm e 298 K. CO, CO2 ou H2S? Explique sua resposta. 
 
16.A pressão total de uma mistura de dióxido de enxofre e nitrogênio gasosos a 25 
o
C em um 
recipiente de 5,00x10
2
 mL é 1,09 atm. Essa mistura é passada sobre óxido de cálcio em pó quente que 
remove o dióxido de enxofre pela reação: CaO(s) + SO2(g)  CaSO3(s) 
A mistura é, então, transferida para um recipiente de 1,50 x 10
2
 mL no qual a pressão é 1,09 
atm a 50 
o
C. 
(a) Qual era a pressão parcial de dióxido de enxofre na mistura inicial? (Resp. p=0,783 atm) 
(b) Qual era a massa de dióxido de enxofre na mistura inicial? (Resp. m=1,01 g) 
 
17.Alguns pesquisadores investigando as propriedades físicas de um gás que seria usado como 
um refrigerante em uma unidade de ar condicionado precisaram calcular sua pressão quando 1,50 
mol foi confinado em 5,00 L a 0 
o
C. Da Tabela dos coeficientes de van der Waals, eles sabiam que 
a=16,2 L
2
 mol atm
-2
 e b=8,4 x 10
-2
 L mol
-1
. Qual é a pressão do gás? (Resp. p=5,44 atm) 
 
18. Se o gás do exercício 17 fosse um gás ideal, qual seria o valor da pressão? (Resp. p=6,72 
atm) 
 
19.Um tanque de 10,0 L contendo 25 mols de oxigênio é armazenado em uma loja de artigo de 
mergulho a 25 
o
C. Use os dados de van der Waals e a sua equação para calcular a pressão no tanque. 
Dados: a=1,378 L
2
 atm mol
-2
 e b=3,183x10
-2
 L mol
-1
 (Resp. p=57,8 atm) 
 
20.Usando a equação de estado para gases ideais, calcule a pressão a 298 K exercida por 1,00 mol de 
dióxido de carbono quando limitado a um volume de: (a) 15,0 L; (b) 0,500 L e (c) 50,0 mL. 
(Resp. p=1,63 atm; p=48,9 atm e p=489 atm) 
 
21.Repita os cálculos do exercício 20 usando a equação de van der Waals para gases reais. 
Dados, a=3,640 L
2
 atm mol
-2
 e b=0,04267 L mol
-1
. (Resp. p=1,62 atm; p=38,9 atm e p=1,88x10
3
 
atm) 
 
22.Suponha que 10 mols de gás etano estejam confinados em um vaso de 4,86 L a 27 
o
C. Estime a 
pressão do etano com (a) a equação de estado para gases ideais e (b) a equação de estado de van der 
Waals para gases reais. (c) Com o resultado do cálculo estime o valor do fator de compressão 
e discuta o resultado. Dados: a=5,562 L
2
 atm mol
-2
 e b=0,06380 L mol
-1
. (Resp. (a) p=50,7 
atm; (Resp. (b) p=34,8atm); (Resp. (c) Z=0,69) 
 
23.Um frasco de 350 mL contém 0,150 mol de Ar a 24 
o
C. Qual é a pressão do gás em quilopascal? 
(Resp. p=1058,9 kPa) 
 
24.Uma amostra de 23,9 mg de trifluoreto de bromo exerce uma pressão de 10,0 Torr a 100 
o
C. Qual é 
o volume do recipiente em mililitros? (Resp. V=406 mL) 
 
25.Um frasco de 100 mL contém dióxido de enxofre a 0,77 atm e 30 
o
C. Que massa de gás está 
presente no frasco? (Resp. m=0,20 g) 
 
26.Uma ampola de 1,0 L de hélio tem uma pressão de 2,00 kPa a -115 oC. Quantos átomos de hélio 
estão presentes na ampola? (Resp. n=6,022 x 10
14
 átomos) 
 
27.Um composto de metano fluorado gasoso tem uma densidade de 8,0 g L
-1
 a 2,81 atm e 300 K. 
(a) Qual é a massa molar do composto? (b) Qualé a densidade do gás a 1,00 atm e 298 K? 
(Resp. (a) M=70,08 g mol
 -1
 ); (Resp. (c) 2,87 g L
 -1
 ) 
 
28.Os parâmetros de van der Waals para o gás carbônico são a=3,640 L
2
 atm mol
-2
 e b=0,04264 L 
mol
-1
. Para o gás carbônico confinado em um recipiente de 1,00 L a uma temperatura constante de 
27 
o
C, calcule a pressão do gás usando (a) a lei dos gases ideais e (b) a equação de van der Waals, 
para o intervalo de 0,100 mol a 0,500 mol, com incrementos de 0,100 mol. (c) Calcule o 
desvio (em %) entre os valores ideal e real em cada ponto. (d) Sob estas condições, que termo tem 
maior efeito na pressão real do gás carbônico, as atrações intermoleculares ou o volume molar? 
 
 Dado: