Lista 1 Gases e fases condensadas

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LISTA DE EXERCÍCIOS I – GASES, FASES CONDENSADAS 
QUESTÃO 1 - Um gás ideal cuja massa é de 1,34g ocupa um volume de 2,0L na temperatura de 25oC e pressão de 1,0atm. Se a temperatura é acrescida de 435oC, qual será a pressão, se o volume permanece o mesmo? Quantas moléculas deste gás estão presentes quando a pressão é de 76torr, o volume é de 10,0mL e a temperatura é de 45oC?
R.: 2,46atm; 2,31x1019 moléculas.
QUESTÃO 2 - Em um recipiente de 100mL estão contidos 0,175g de uma mistura gasosa ideal de butano (C4H8) e propano (C3H8), na temperatura de 20ºC e pressão de 700mmHg. Determine a composição, em termos de fração molar, da mistura gasosa. Dado: 
; MC3H8 = 44,0g/mol; MC4H8 = 56,0g/mol.
R.: xpro. = 0,88e xbut = 0,12.
QUESTÃO 3 - Uma amostra de 87mg de um gás ideal, a uma pressão de 0,600bar, tem duplicado seu volume e triplicada sua temperatura. Calcule sua pressão final.
R.: p = 0,900bar.
QUESTÃO 4 - A 25oC, um recipiente rígido e selado é completamente cheio com água líquida. Se a temperatura subir 10oC, qual a variação de pressão que se desenvolverá no recipiente? Dados para água: α = 2,07x10-4K-1 e κ = 4,50x10-5atm-1.
R.: 46atm.
QUESTÃO 5 - A 300K e 20atm, o fator de compressibilidade (Z) de um gás é 0,86. Calcule o volume ocupado por 8,2 x 10-3mol do gás nessas condições.
R.: V = 8,7cm3.
QUESTÃO 6 - Em um frasco, cujo volume é de 11,0L, há 20,0g de neônio e uma massa desconhecida de hidrogênio. A densidade do gás é de 0,002g.cm-3 a 00C. Calcule a massa molecular média e a pressão do gás. Considere comportamento ideal do gás. Dados: MMNe = 20,2g/mol; MMH2 = 2,0g/mol;. 
R.: 11,1g/mol; 4,05atm.
QUESTÃO 7 - Dois recipientes são ligados por um tubo munido de uma torneira inicialmente fechada. Um recipiente de 250cm3 contém gás criptônio a 500mmHg e o outro de 450cm3 contém gás hélio a 950mmHg. A torneira é então aberta, de tal maneira que os gases se misturam. Qual a pressão final do sistema? Suponha um comportamento ideal dos gases e que a temperatura permaneça constante. Despreze o volume do tubo. Dados: MHe = 4,00g/mol; MKr = 83,80g/mol.
R.: p = 789,3mmHg.
QUESTÃO 8 - A figura abaixo representa a variação do fator de compressibilidade (Z) para quatro gases diferentes em função da pressão reduzida () em três temperaturas reduzidas ((). O ponto crítico para o eteno é: Tc = 283,10K e pc = 50,5atm. Sobe qual das duas condições: (i) 283,10K e 25,25atm, ou (ii) 339,72K e 101,00atm, o comportamento do eteno aproxima-se mais do comportamento ideal? Considere agora as seguintes condições: (iii) 339,72K e 50,5atm; (iv) 283,10K e 50,5atm. Determine, para cada umas delas, o valor de Vreal. Agora calcule, em cada caso, o valor da pressão que o gás exerceria se ocupasse este volume nas condições acima, na hipótese da equação de van der Waals descrever o comportamento do eteno. Dados para o eteno: a = 4,471L2.atm.mol-2, b = 0,05714L.mol-1.
R.: A condição (i), pois Z é mais próximo de 1; Sim; pois na pressão elevada, o volume é menor, as moléculas estão mais próximas e há forte interação intermolecular o que aumenta o desvio do comportamento ideal; (iii) 0,441L/mol, (iv) 0,0919L/mol; (iii) 49,6atm, (iv) 138atm.
QUESTÃO 9 - Em um frasco de 2dm3, onde se fez vácuo, são introduzidos, a 27ºC, 500cm3 de H2(g) medidos a pressão de 400torr e 1000cm3 de N2(g) a 600torr. Calcule a pressão resultante, considerando o comportamento ideal. 
R.: p = 400torr.
QUESTÃO 10 - Um bloco de cobre de 1,0kg é comprimido desde uma pressão de 1atm até 100atm, mantida a temperatura constante e igual a 20ºC. Qual será o volume final do bloco de cobre? Dados para o cobre: κ = 8,5 x 10-7 atm-1; volume específico = 1,13 x 10-4 m3kg-1.
R.: V = 1,13x10-4m3.
QUESTÃO 11 - Um bulbo de vidro vazio, onde se fez vácuo, pesa 37,936g. Quando cheio com ar seco, a 1,0atm e 25ºC, seu peso é igual a 38,074g. Contudo, quando cheio com uma mistura de metano e etano, nas mesmas condições, pesa 38,035g. Considerando comportamento ideal dos gases, calcule as pressões parciais do metano e do etano na mistura. Dados: densidade do ar (ar) = 1,185g/dm3; massa molar do metano (MCH4) = 16,0g/mol; massa molar do etano (MC2H6) = 30,0g/mol. R.: pmetano= 0,64atm; petano = 0,36 atm
QUESTÃO 12 - Um cilindro contém 90,0kg de oxigênio à pressão de 8,2x105Pa e à temperatura de 32ºC. Aparece um vazamento no cilindro e, após algum tempo, a pressão e a temperatura se tornaram 6,2x105Pa e 21ºC, respectivamente. Quantos quilogramas do gás vazaram do cilindro? Considere um comportamento ideal do gás.
R.: vazaram 19,4kg.
QUESTÃO 13 - Quais as massas de H2, O2 e N2 presentes em 10,0L de uma mistura gasosa ideal, medida a 18ºC e 750torr, cuja composição volumétrica é de 10% de H2, 75% de N2 e 15% de O2? Dados: MH2 = 2,0g/mol; MO2 = 32,0g/mol; MN2 = 28,0g/mol.
R.: mH2 = 0,083g; mO2 = 1,980g; mN2 = 8,680g. 
QUESTÃO 14 - Determine a pressão e a temperatura em que 1,0 mol de CO2(g) estará em estados correspondentes aos de 1,0 mol de N2(g), a 25ºC e 1,0atm. Dados: CO2(g) (pc = 72,85atm, Tc = 304,2K); N2(g) (pc = 33,54atm, Tc = 126,3K). 
R.: 2,2atm; 718K.
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