Lista de gases 2018 1

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LISTA DE EXERCÍCIO DE FÍSICO-QUÍMICA APLICADA À FÁRMACIA
Considere-se um profissional do ensino da química e um estudante recorre a você para esclarecer a seguinte dúvida relacionada ao comportamento dos gases. “Um gás que está na sua temperatura de Boyle tem fator de compressibilidade igual a 1, portanto nestas condições, o gás é ideal”. Esclareça ao estudante a consideração errônea, ou as errôneas, que está fazendo e esclareça qual a conceituação correta neste caso.
Massa de 12,76 g de pentacloreto de fósforo é introduzida em recipiente de 3,5 litros de capacidade. Sabendo que o aquecimento do sistema levará à dissociação do PCl5, determinar o grau de dissociação, a partir das seguintes informações: a) a 200 °C observa-se que a pressão do recipiente, após atingir valor constante, mantêm-se igual a 753 mmHg; b) a 250 °C a pressão estabiliza-se em 1021,5 mmhg. A reação de dissociação do PCl5 é: PCl5 (g) ⇋ PCl3 (g) + Cl2 (g)
Experimentalmente, a massa molecular de um gás é determinada pela lei limite dos gases. Assim, identifique a fórmula molecular do gás que apresenta o comportamento apresentado na figura abaixo, sabendo que este contem apenas nitrogênio e hidrogênio e que estes dados experimentais foram obtidos na temperatura de 25 °C. Dados: massa atômica do N = 14 u.m.a. e do H = 1 u. m. a.
A Figura abaixo mostra alguns gráficos P-V para um gás que obedece a equação de van der Waals. Calcular as constantes a e b para este gás. Identifique no gráfico as regiões na qual o gás se comporta dentro do previsto pelo modelo do gás ideal, onde há o equilíbrio líquido-gás e em que região este equilíbrio de fase não é mais observado. Adicionalmente, determine as constantes de Van der Waals para este gás.
Esboce esquematicamente, em um mesmo gráfico, o fator de compressibilidade com a pressão para um gás não ideal e para um gás ideal. Explique e indique no gráfico, em que região o gás é mais compressível, é menos compressível. Explique também em que região do gráfico o tamanho das partícula é predominante no desvio do comportamento físico do gás.
O gráfico abaixo mostra a variação do fator de compressibilidade (Z) em função da pressão reduzida a diferentes temperaturas reduzidas para diversos gases [Gouq-Jen Su, Ind. Eng. Chem. (1946), 38, 803]. Considere então que um certo gás não ideal se encontra em sua temperatura crítica e a uma pressão 10% maior que sua pressão crítica. Mantendo-se a temperatura constante e duplicando a pressão do gás, o volume será reduzido: à metade; a mais da metade; a menos da metade? Você tem condições de responder esta questão sem fazer nenhuma conta, apenas analisando o gráfico.
7. Uma amostra de gás é constituída por 7 g de N2, 4 g de O2 e 4 g de H2. A amostra é introduzida num frasco vazio a 50 ºC, com o volume de 150 L. Qual a fração molar de cada gás na mistura? Quantas gramas de H2 deveriam ser removidas para reduzir a pressão à metade do valor inicial? Quantas gramas de O2 deveriam ser adicionadas para dobrar a pressão.
8. A temperatura crítica do etano é 32,3 ºC, a pressão crítica é 48,2 atm. Calcule o volume crítico empregando:
a lei do gás ideal.
a equação de van der Waals, tendo em conta que para o gás de van der Waals PcVc/RTc = 3/8
Compare os resultados dos itens a e b com o valor experimental de 0,139 L mol-1, e comente. 
9.a) Explique o que seja temperatura de Boyle.
9.b) Explique a isoterma de uma gás real e comente o que seja o estado crítico e como identificá-lo graficamente numa isoterma.
9.c) Explique quais os dois fatores que provocam o afastamento do gás da idealidade e como são levados em conta esses dois fatores na equação de van der Waals.
9.d) Explique o que seja o princípio dos estados correspondentes.
9.e) Explique como os experimentos de Charles permitiram estabelecer a escala Kelvin de temperatura.
10. Explique porque no gráfico de T versus P mostrado abaixo, o hidrogênio não apresenta um mínimo como o nitrogênio e o gás carbônico. 
11. Um gás hipotético tem a equação de estado indicada abaixo. Sendo a e b constantes diferentes de zero, determine se este gás tem ponto crítico. Em caso afirmativo, expresse as constantes críticas em função de a e b. Em caso negativo, explique como chegou a esta conclusão.
P = [RT/(V-b)] – (a/V2)
12. Os gases A, B, C e D obedecem a equação de van der Waals. A tabela abaixo mostra as constantes de van der Waals para estes gases. Os valores das constantes de van der Waals estão na unidade atm-litro.
	Constatne de Van der Waals
	A
	B
	C
	D
	a
	6
	6
	20
	0,05
	b
	0,025
	0,015
	0,10
	0,02
Que gás tem a maior temperatura crítica?
Que gás tem as maiores moléculas?
Que gás tem o comportamento mais próximo do com comportamento ideal nas CNTP?