Lista de Exercícios Físico-Química Evandro

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PROBLEMAS DE FÍSICO-QUÍMICA I 
1. 300 g de CH4 estão confinados em um reservatório de 300 L de capacidade a 38 °C. Mediante a 
abertura de uma válvula o gás escapa para a atmosfera até sua pressão igualar-se à pressão 
externa. Considerar a pressão atmosférica igual a 1 atm. 
Determinar: 
a) A pressão inicial do metano; 
b) A massa de metano que ao final restará no reservatório. 
R: a) 1,59 atm; b) restam no reservatório 188,47 g. 
2. 9,1 litros de CO (medidos na CNTP) são introduzidos em um recipiente de volume constante e 
igual a 100 L. Nesse mesmo recipiente colocam-se 26,6 L de H2 (medidos a °25 C e 1 atm). A 
mistura, assim obtida, é mantida a 27 °C. A que pressão estará submetida? Qual será a sua massa 
específica? 
R: 0,36 atm  = 0,135 Kg/m3 (g/L) 
3. Determinar a massa específica do ar atmosférico seco e do ar atmosférico saturado de vapor de 
água, a 25 °C e sob pressão de 1,01 bar. A pressão de vapor da água nesta temperatura é igual a 
23,8 mmHg e a composição do ar atmosférico e isento de dióxido de carbono é 78,1% de N2, 
21,0% de O2 e 0,9% Ar. 
R:  ar seco = 1,18 Kg/m3;  ar úmido = 1,17 Kg/m3; 
4. 12,76 g de pentacloreto de fósforo são introduzidas em um recipiente de 3,5 L de capacidade. 
Sabendo-se 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, mantém-se 
igual a 753,5 mmHg; 
b) A 250 °C a pressão estabiliza-se em 1021,5 mmHg. 
R: a)  = 0,458 b)  = 0,785 
5. A 500 K e sob pressão de 1 atm a dissociação do cloreto de nitrosila, 2NOCl (g)  2NO (g) + Cl2 
(g), resulta em mistura gasosa de massa específica 1,302 Kg/m3. Determinar o grau de dissociação 
do cloreto de nitrosila nessa temperatura. 
R:  = 0,45 
 
6. Qual o volume ocupado por 300 g de dióxido de enxofre, a 200 °C, sob pressão de 30 atm? Utilizar 
a equação de van der Waals, sabendo-se que as constantes a e b do dióxido de enxofre valem 
respectivamente 0,678 J.m3/mol2 e 5,64x10-4 m3/mol. 
 
7. Um mol de um gás está submetido à pressão de 40 atm, a 25 °C. Determinar o volume ocupado 
pelo gás, utilizando a equação dos gases perfeitos e a equação de van der Waals nos seguintes 
casos: 
a) O gás é o neônio (a = 0,0213 J.m3/mol2 e b = 1,7x10-5 m3/mol); 
b) O gás é o metano (a = 0,228 J.m3/mol2 e b = 4,3x10-5 m3/mol); 
c) O gás é o amoníaco (a = 0,421 J.m3/mol2 e b = 3,7x10-5 m3/mol) 
Quais destes gases mais se aproximam do comportamento ideal? R: Neônio 
V neônio = 0,628 L/mol V metano = 0,56 L/mol V amoníaco = 0,375 L/mol 
8. O volume molar do etano, sob pressão de 14,6 bar e na temperatura de 8 °C, vale 1,33 L. Qual será 
o volume do acetileno quando apresentar o mesmo desvio da idealidade? Usar o método do fator 
de compressibilidade. 
R: V = 1,07 L/mol 
 
9. Um recipiente de 2 L contém N2 sob pressão de 1 atm, a 300 K. Outro recipiente de 6 L contém, H2 
sob pressão de 3 atm e também a 300 K. Qual a pressão da mistura gasosa, quando os dois 
recipientes forem ligados por uma conexão que tem volume de 0,5 L ? Qual a pressão parcial de 
cada componente da mistura? 
 
10. Uma mistura gasosa apresenta a seguinte composição (em % peso), a 90 atm e 0 °C: 
CH4 = 20% C2H4 = 30% N2 = 50% 
Determinar o volume molar: 
a) Através do fator de compressibilidade e Lei de Amagat; 
b) Através da equação de van der Waals. 
 
11. Uma mistura de 3 Kg de propano, 2 Kg de propano e 4 Kg de butano é comprimida até 35 bar, a 
160 °C. Estimar o volume ocupado pela mistura utilizando o método do fator de 
compressibilidade. 
R: 0,185 m3 
 
12. 10 mols de mistura de C3H8 e C4H10 ocupam o volume de 9,67 L, sob pressão de 30 bar e na 
temperatura de 450 K. Determinar o volume ocupado pela mistura quando a pressão for igual a 60 
bar e a temperatura 550 K. 
 
13. Uma mistura gasosa, constituída de 15 mols de amoníaco e 3 mols de nitrogênio, está submetida 
à pressão de 40 bar, a 150 °C. Estimar o volume da mistura usando: 
a) A equação de van der Waals; 
b) O método do fator de compressibilidade. 
Constantes de van der Waals: 
Nitrogênio: a = 0,140 J.m3/mol2 e b = 3,91x10-5 m3/mol 
Amoníaco: a = 0,421 J.m3/mol2 e b = 3,71x10-5 m3/mol 
R: V = 14,4x 10-3 m3 V = 14,3x 10-3 m3