�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ17 — Teoria cinética dos gases p. 10

2

1 (Unitau-SP) Se numa transformação isobárica, uma massa gasosa tiver seu volume aumentado de

34

, a temperatura:

a) permanecerá constante. c) diminuirá na proporção de 74

. e) triplicará seu valor.

b) aumentará na proporção de 74

. d) duplicará seu valor.

2 (Vunesp-SP) O volume de uma massa fixa de gás ideal, à pressão constante, é diretamente proporcional à:a) concentração do gás. c) densidade do gás. e) massa molar do gás.b) pressão atmosférica. d) temperatura absoluta.

Resolução:Estado inicial: Estado final:

V Vi 5 V ff

i f

i f

i

34

V

T T

VT

74

V

T74

T

A temper

5

5 5

5

5

V

T

Tf

?

aatura final (T ), portanto, aumentará na pf rroporção de 1 74

Alternativa b.

Resolução:Alternativa d.

�

3 (UFES) O volume V de um gás ideal é diretamente proporcional a sua temperatura absoluta, medida em Kelvin, representado por K.Se V 5 1 500 cm3 quando T 5 300 K, qual será a temperatura quando o volume for 2 500 cm3?Qual será o volume quando a temperatura for 200 K? Esboce um gráfico que represente a relação entre V e T.

4 (Fatec-SP) Dois cilindros metálicos iguais contêm gases comprimidos em grau de elevada pureza, sendo que um deles contém 8 m3 de gás nitrogênio, e o outro, 8 m3 de gás hidrogênio. Considerando que os dois cilindros estão armazenados nas mesmas condições ambientais, podemos afirmar queDados: Massas atômicas H 5 1,0 e N 5 14,0a) a massa de gás armazenado é a mesma.b) a pressão do cilindro contendo nitrogênio é maior.c) o número de moléculas é o mesmo.d) a velocidade média das moléculas dos dois gases é igual.e) a temperatura interna dos cilindros é menor que a temperatura ambiente.

Resolução: Cálculo da temperatura quando o volume for 2 500 cm3:VT

VT

2 500T

500 K

i

i

f

f

f

5

5

5

1 500300

Tf

Cálculo do volume quando a temperatura for 200 K:VT

VT

V200

1 000 cm

i

i

f

f

f

3

5

5

5

1 500300

Vf

Esboço do gráfico (V 3 T) para uma transformação isobárica:

Resolução:Pela lei de Avogadro: “Volumes iguais de gases, sob mesmas condições de temperatura e pressão, encerram o mesmo número de moléculas”.Alternativa c.

V

T

�

5 Um cilindro fechado, dotado de um êmbolo que pode se deslocar sem atrito, contém inicialmente gás nitrogênio ocupando um volume igual a 180 cm3, sob pressão de 150 000 Pa, a 27 °C.A que temperatura, em °C, o gás deve ser levado para que seu volume se reduza para 120 cm3, mantendo-se a pressão constante? Esquematize o gráfico dessa transformação.

6 (ITA-SP) Na respiração normal de adulto, em um minuto, são inalados 4,0 L de ar, medidos a 25 °C e 1 atm de pressão. Um mergulhador a 43 m abaixo do nível do mar, onde a temperatura é de 25 °C e a pressão de 5 atm, receberá a mesma massa de oxigênio se inalar:a) 4,0 L de ar. c) 3,2 L de ar. e) 20 L de ar.b) 8,0 L de ar. d) 0,8 L de ar.

Resolução:VT

VT

120T

200 Kt

i

i

f

f

f

f

5

5

5

5

180300Tf

773 °C

Esboço do gráfico correspondente a esse tipo de transformação (isobárica):

Resolução:

1 4298

5298

5

5

V ; V 0,8 L

Alternativa d.

P

T

�

7 Um recipiente fechado, dotado de êmbolo que pode se deslocar sem atrito, continha gás oxigênio ocupando um volume de 9 L a 25 °C e 210 kPa. Diminuindo-se a pressão no recipiente para 70 kPa: a) Qual o valor do volume que passa a ser ocupado pelo gás nessa mesma temperatura?b) Qual o tipo de transformação que ocorreu?c) Esboce um gráfico correspondente à transformação gasosa ocorrida.

8 (UFPE) Um balão cheio com ar quente sobe a grandes altitudes porque:a) as moléculas do ar quente são menores do que as moléculas do ar na temperatura ambiente.b) dentro do balão há menos moléculas de ar por unidade de volume.c) as moléculas do ar quente são maiores do que as moléculas do ar na temperatura ambiente.d) as moléculas do ar quando aquecidas são rompidas, formando átomos mais leves e diminuindo a

densidade do ar.e) as moléculas do ar quando aquecidas formam agregados, aumentando o espaço vazio entre elas.

Resolução:

a)PV

2109

L

i

i

5

5

5

PV

V

V

f

f

f

f

70

3

b) Ocorreu uma transformação isotérmica (temperatura constante).c)

Resolução:O aumento da temperatura faz com que o ar presente dentro do balão sofra uma expansão. Como conseqüência haverá uma diminuição de densidade. O interior do balão passará a ter menor número de moléculas de ar por unidade de volume.Alternativa b.

P

V

�

9 (FEI-SP) A densidade absoluta do gás sulfídrico (H2S) aumentará quando:a) a pressão diminuir.b) a temperatura diminuir.c) a temperatura aumentar.d) a variação de pressão não afetará a densidade absoluta.e) a concentração de H2S aumentar.

10 (UFMG) Um balão de borracha, como os usados em festas de aniversário, foi conectado a um tubo de ensaio, que foi submetido a aquecimento. Observou-se, então, que o balão aumentou de volume.Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que o aquecimentoa) diminui a densidade do gás presente no tubo. c) aumenta o tamanho das moléculas de gás.b) transfere todo o gás do tubo para o balão. d) aumenta a massa das moléculas de gás.

Resolução: A diminuição da temperatura provoca uma diminuição de volume. Uma determinada massa de gás que tem seu volume diminuído terá, por conseqüência, sua densidade aumentada.Alternativa b.

Resolução: Com o aumento da temperatura, a densidade do ar presente no tubo de ensaio diminui. Parte desse ar passa para o balão, fazendo com que o volume deste aumente.Alternativa a.

�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ18 — Equação geral dos gases p. 14

2

1 (UFBA) Determinado gás, a 50 °C, exerce uma pressão de 90 atm em um recipiente de 300 mL. Determine, em atm, a pressão que esse mesmo gás, a 100 °C, exerceria em um recipiente de 500 cm3.Expresse o resultado desprezando a parte decimal.

2 Um gás ideal está contido num recipiente de 10 L a 2 atm e 300 K. Qual o novo volume ocupado por esse gás se a pressão aumentar de 3 atm e a temperatura aumentar a 400 K?

62 atm.

5,3 L.

Resolução:P P

90 P

i f

f

5

5

VT

VT

i

i

f

f

300323

5003733

Pf 5 62,4 atmResposta: 62 atm

Resolução:Estado inicial do gás Estado final do gás

10 L V2 atm 5 atm300 K 400 K

P VT

P

f

i i

i

5 ff f

f

VT

2 5

5,3 L

5

5

10300 400

V

V

f

f

�

3 (PUC-RJ) Uma amostra de gás, a 327 °C e 120 atm de pressão, ocupa um recipiente de 10 L. Qual é a variação de temperatura que se deve efetuar para que a pressão seja de 20 atm quando se transferir este gás para um recipiente de 40 L?

4 Se 50 litros de um gás ideal a 127 °C e 1,00 atm são simultaneamente aquecidos a 227 °C e comprimidos a 2,00 atm, qual é o volume final do gás?

5 (UFPE) Uma certa quantidade de gás ideal ocupa 30 litros à pressão de 2 atm e à temperatura de 300 K. Que volume passará a ocupar se a temperatura e a pressão tiverem seus valores dobrados?

O gás deve ser resfriado de 327 °C para 127 °C.

31,25 L.

O volume não será alterado.

Resolução:P P

120 20

i f5

5

VT

VT

T

T

i

i

f

f

f

10600

40

ff

fT

5

5

400 K

127 °C

O gás deve ser resfriado, portanto, de 327 °C para 127 °C.

Resolução:P P

2 4

i f5

5

5

VT

VT

V

V

i

i

f

f

f

f

30300 600

330 L

O volume, portanto, não será alterado.

Resolução:P P

1 2

i f5

5

5

VT

VT

V

V

i

i

f

f

f

f

50400 500

331,25 L

�

6 40 L de dióxido de carbono (CO2) estão sob pressão de 2 atm a 27 °C. Qual o novo volume ocupado quando a pressão aumenta a 4 atm e a temperatura aumenta de 100 °C?

7 Um recipiente de 100 L contém oxigênio (O2) a 27 °C sob pressão de 5 atm. Todo esse gás deve ser transferido para outro recipiente de modo que exerça uma pressão de 2 atm a 127 °C. Qual deve ser o volume desse recipiente?

8 Um pneu de bicicleta que apresenta volume interno 2,0 L foi calibrado com nitrogênio gasoso (N2) a 27 °C até atingir uma pressão interna de 4,0 atm.Qual o volume que o nitrogênio usado ocuparia nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP)?

26,7 L.

333,4 L.

7,3 L.

Resolução:

Estado inicial Estado final

P 2 ati 5 mm P 4 atm

V 40 L V ?

T 300 K T 400 KP V

T

f

i f

i f

i i

5

5 5

5 5

ii

f f

f

P VT

2 4

26,7 L

5

5

5

40300 400

V

V

f

f

Resolução:

Estado inicial Estado final

P 5 ati 5 mm P 2 atm

V 100 L V ?

T 300 K T 400 KP V

f

i f

i f

i i

5

5 5

5 5

TTP V

T

5 2

333,4 L

i

f f

f

5

5

5

100300 400

V

V

f

f

Resolução:

Estado inicial Estado final

P 4,0i 5 aatm P 1,0 atm

V 2,0 L V ?

T 300 K T 273 KP

f

i f

i f

5

5 5

5 5

ii i

i

f f

f

VT

P VT

4,0 2,0300

1,0273

7,3 L

5

5

5

V

V

f

f (aproximadamente)

�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ19 — Equação de Clapeyron p. 19

2

1 (Vunesp-SP) No início do século passado, foram desenvolvidas diversas armas químicas, dentre as quais o gás fosgênio. Sabe-se que 9,9 g deste gás ocupam 2,24 L, nas condições normais de temperatura e pressão, e que é constituído apenas por átomos de carbono, oxigênio e cloro. Dadas as massas molares C 5 12 g ? mol21; O 5 16 g ? mol21 e C, 5 35,5 g ? mol21, a fórmula mínima correta para este gás é:a) C2OC,2. c) CO3C,. e) CO2C,2.b) C2OC,. d) COC,2.

2 (UFRGS-RS) Um extintor de incêndio contém 4,4 kg de CO2. O volume máximo de gás que é liberado na atmosfera, a 27 °C e 1 atm, é, em litros:a) 0,229 c) 24,6 e) 2 460b) 2,46 d) 229,4

Resolução: 2,24 L 9,9 g1 mol de fosgênio 22,4 L M M 5 99 gMassa molar do fosgênio: 99 g ? mol21

A massa molar encontrada corresponde à fórmula: COC,2

Alternativa d.

Resolução: Massa molar do CO2: 44 g/mol

P V

V

V

5 ?

? 5 ? ?

5

mM

R T

1 0,082

2 460 L

4 40044

300

Alternativa e.

�

3 (Cesesp-PE) No comércio se encontra o oxigênio, comprimido à pressão de 130 atm, em cilindros de aço de 40 L. Quantos quilogramas de oxigênio existem no cilindro? (Massa atômica do oxigênio 5 16; temperatura ambiente 5 25 °C)a) 5,2 c) 19,7 e) 3,4b) 2,1 d) 6,8

4 (Cesgranrio-RJ) Num tanque de gás, havia 8,2 m3 de oxigênio a 223 °C e 2 atm de pressão. Tendo ocorrido um vazamento, verificou-se que a pressão diminuiu em 0,5 atm. Que massa de oxigênio foi perdida, sabendo-se que a temperatura permaneceu constante?a) 0,6 kg c) 19,2 kg e) 32,0 kgb) 6,4 kg d) 25,6 kg

Resolução: Massa molar do oxigênio (O2): 32 g/mol

P V

m

m

5 ?

5

5? ?

?

5

mM

R T

m PVMRT

0,082 298

6 810 g

130 40 32

ou 6,8 kg

Alternativa d.

Resolução: 2

8 200

? 5

2 ? 5

5 D ? 5 D

V TV n T

n R1,5 R

0,5 V n R T; 0,5

1

2

nn 0,082 250; n 200n é a quantidade de ma

? ? D 5

D ttéria de gás oxigênio perdido no vazamento..

n nM

; m M; n 6 400 g ou 6,4 kg de5 5 ? 5 ? 5n 200 32 oxigênio.

Alternativa b.

�

5 (PUC-RJ) Um reator foi projetado para operar em temperatura de 127 °C e suportar altas pressões gasosas. Por questões de segurança, foi instalada uma válvula de alívio que abre quando a pressão ultrapassa 10 atm.a) Calcule o volume deste reator sabendo que ele tem capacidade para conter 5 mol de nitrogênio nestas

condições.b) Uma amostra de gás, a 327 °C e 120 atm de pressão, ocupa um recipiente de 10 L. Qual a variação de

temperatura que se deve efetuar para que a pressão seja de 20 atm quando se transferir este gás para um recipiente de 40 L?

6 (FEI-SP) A massa de um balão de vidro é igual a 110,11 g depois que todo o ar foi removido. Quando cheio com gás oxigênio à pressão atmosférica e temperatura ambiente, sua massa é igual a 111,56 g. Quando cheio com um gás A à pressão atmosférica e temperatura ambiente, sua massa é igual a 113,01 g. Qual a massa molecular do gás A? 64 u.

16,4 L.

A temperatura deve passar de 327 °C (600 K) para 127 °C (400 K).

Resolução: a) PV 5 n ? RT 10 V 5 5 ? 0,082 ? 400 V 5 16,4 L

b) P1 5 120 atm P2 5 20 atm V1 5 10 L V2 5 40 L T1 5 600 K T2 5 ?

P P

20T

1 2

2

VT

VT

1

1

2

2

120 10600

40

5

?5

?

T2 5 400 K A temperatura deve passar de 327 °C (ou 600 K) para 400 K (ou 127 °C).

Resolução: Massa de oxigênio (O ) presente no balão: 112 11,56 (balão com oxigênio)

110,11 (balão)1,

2

445 g de oxigênioMassa de A: 113,01

110,112,

2

990 g de A

Dois recipientes de mesmo volume sob mesmas condições de temperatura e pressão encerram o mesmo número de moléculas e, portanto, a mesma quantidade de matéria:n n

mM

mM

A oxigênio

A

A

oxigênio

oxigênio

5

5

52,90M

1A

,,4532

64 u.MA 5

�

7 (Vunesp-SP) Durante o transporte de etano gasoso em um caminhão-tanque com capacidade de 12,3 m3, à temperatura de 223 °C, houve um acidente e verificou-se uma queda de pressão de 0,6 atm. Admitindo-se a temperatura constante, calcular a massa do etano perdida no ambiente.Dados: etano (C2H6); R 5 0,0821 atm ? L ? mol21 ? K21

8 (Vunesp-SP) Um balão leve, de volume fixo, flutua no ar quando preenchido com gás hélio à temperatura ambiente. O mesmo balão pode flutuar no ar se for preenchido com ar aquecido e gases quentes produzidos pela queima de C4H10.Conhecendo as massas molares, em g/mol: ar 5 29 (valor médio), He 5 4, C 5 12, N 5 14 e O 5 16, a explicação para o fato de o balão preenchido pela mistura gasosa aquecida flutuar no ar é:a) os produtos CO2 e H2O, formados na combustão do C4H10, são menos densos que o ar.b) com o consumo de O2 do ar na combustão do C4H10, ocorre a formação de hélio gasoso.c) com o consumo de O2 do ar na combustão do C4H10, só resta N2 em seu interior.d) com o aquecimento, as moléculas de C4H10 sofrem decomposição, formando H2.e) como os gases no interior do balão estão bem mais quentes que o ar que o circunda, ocorre diminuição

do número total de mols dos gases nele contidos, tornando o balão menos denso que o ar.

10 788 g.

Resolução:P V n RTP V n RT

PV n RT

1 1

2 2

5

2 5

D 5 D

0,6 ? 12 300 5 Dn ? 0,0821 ? 250Dn 5 359,6 mol de etano (C2H6 2 massa molar 5 30 g/mol) foram perdidosm 5 359,6 ? 30 5 10 788 g

Resolução: Para que um balão cheio de gás flutue, é necessário que a densidade do gás no interior do balão seja menor que a densidade do ar que circunda o balão. Pode-se conseguir isto introduzindo no balão um gás de baixa massa molar (baixa densidade), como é o caso do He, ou aumentando-se a temperatura dos gases que se encontram no interior do balão:

d P MR T

5??

A densidade é inversamente proporcional à temperatura absoluta. Aumentando-se a temperatura a densidade do gás diminui.Alternativa e.

�

11 (Fatec-SP) Cilindros contendo os gases hidrogênio (H2), metano (CH4), etano (C2H6), monóxido de carbono (CO) e butano (C4H10) estão armazenados inadequadamente em local rebaixado, com pouca ventilação. No caso de haver vazamento nos cilindros um dos perigos é o acúmulo de gás nas partes inferiores, resultando numa atmosfera explosiva e/ou pobre de oxigênio. Entre os gases citados aquele que tenderia a se acumular nas partes inferiores do local é o:Dado: massa molecular média do ar 5 30 (aproximadamente 20% de O2 e 78% de N2)a) etano. c) hidrogênio. e) monóxido de carbono.b) metano. d) butano.

10 (UnB-DF) Para que um balão suba, é preciso que a densidade do gás dentro do balão seja menor que a densidade do ar. Consultando os dados da tabela abaixo, pode-se afirmar que, à mesma temperatura e pressão, o melhor gás para esse fim é:

GásMassa

molar (g/mol)Temperatura (K)

He 4 373

Ne 20 373

H2 2 373

O2 32 373

a) H2 c) Neb) He d) O2

9 (FEI-SP) As águas poluídas do Rio Tietê liberam, entre outros poluentes, o gás sulfídrico (H2S). Um dos maiores problemas causados por esse gás é o ataque corrosivo aos fios de cobre das instalações elétricas existentes junto a esse rio. O gás sulfídrico é mais denso que o ar e, assim, concentra-se mais próximo ao solo. Considerando a massa molar média do ar igual a 28,9, a densidade do H2S em relação ao ar, nas mesmas condições de temperatura e pressão, será aproximadamente:a) 0,9 c) 2,4 e) 5,0b) 1,2 d) 4,8

Resolução:A densidade de um gás é tanto menor quanto menor a sua massa molar.Alternativa a.

Resolução: Nas camadas mais baixas da atmosfera ficam os gases de maior densidade (maior massa molar).Alternativa d.

Resolução:d

d

M 3428,9

1,18H S

ar

H S2 25 5 5Mar

Alternativa b.

�

p. 20

12 (Mack-SP) O gás hidrogênio foi utilizado no início do século XX em balões conhecidos por Zeppelins. Atualmente, balões de publicidade e balões para crianças são enchidos com gás hélio. Relativamente ao gás hélio, é incorreto afirmar que:a) tem densidade maior que o ar atmosférico.b) sua massa molar é maior do que a do gás hidrogênio.c) é um gás não-inflamável.d) tem fórmula molecular He.e) é um gás mais denso do que o gás hidrogênio.

13 (Fatec-SP) O gás natural, constituído principalmente de metano (CH4), está sendo utilizado como combustível para automóveis e outros veículos. O gás natural é mais seguro para essa utilização do que o gás liqüefeito de petróleo – GLP (mistura de propano – C3H8 – e butano – C4H10). Sobre isso, fazemos as seguintes afirmações: I. Em caso de vazamento, o gás natural tende a subir e se dispersar na atmosfera, enquanto o GLP tende a se acumular junto ao solo, aumentando o risco de explosão. II. O gás natural é menos denso que o ar, enquanto o GLP é mais denso. III. O gás natural é menos corrosivo para os tanques de combustível que o GLP devido a sua baixa massa molar.Dados: massas molares (g/mol):CH4 16Ar (valor médio) 28,8Propano 44Butano 58Dessas afirmações, são corretas:a) apenas I. c) apenas III. e) I, II e III.b) apenas I e II. d) apenas II e III.

Resolução: A densidade de um gás é diretamente proporcional a sua massa molar. A massa molar do He é 4,0 g/mol, enquanto a massa molar média do ar atmosférico é 29 g/mol.O He por ser um gás não inflamável, tem sido usado em balões no lugar do H2.Alternativa a.

Resolução: Alternativa b.O metano - CH4 - tem massa molar inferior à massa molar média do ar. Isso faz com que o gás natural (formado principalmente de CH4) seja menos denso que o ar e tenda a subir na atmosfera. Já o propano - C3H8 e o butano - C4H10 têm massas molares superiores à massa molar média do ar. Isso faz com que o GLP (formado por uma mistura desses gases) se acumule na parte inferior da atmosfera.Os gases citados não são corrosivos.Alternativa b.

�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ20 — Misturas gasosas p. 24

2

1 (Fuvest-SP) Na câmara de explosão de um motor, uma mistura gasosa de octano e ar, na proporção respectivamente de 4 volumes para 276 volumes, é submetida a uma pressão de 28 atmosferas, antes de reagir sob a ação de faísca. Calcule a pressão parcial do oxigênio nessa mistura. Considere que o ar atmosférico contém 20% em mol de oxigênio.

2 (Fuvest-SP) Massas exatamente iguais de água e etanol foram vaporizadas em uma câmara previamente evacuada. Supondo que os vapores tenham comportamento de gás ideal, explique qual é a relação entre os valores das pressões parciais destas substâncias no interior da câmara. (massas molares: água 5 18 g/mol; etanol 5 46 g/mol)

5,52 atm.

Resolução:4 volumes de octano 276 volumes de ar 55,2 volumes de O2

Xoxigênio 5 55,2 280 5 0,197p 5 P ? Xp 5 28 ? 0,197 5 5,52 atm

Resolução:

p V m18

RT

p V m46

RT

p

água

etanol

ág

5

5

uua

etanolp239

5

�

3 (UFPE) O ideal é que a pressão parcial do oxigênio no pulmão seja de 0,20 atm. Um mergulhador, que está sujeito a altas pressões, deve dosar o gás que respira para manter a pressão parcial de oxigênio neste valor. Se ele estiver mergulhando a uma profundidade em que a pressão seja de 2,5 atm, qual deve ser a fração molar de oxigênio numa mistura oxigênio/nitrogênio para que ele possa respirar sem dificuldades?

4 (Uneb-BA) Um cilindro metálico contém 75% de moléculas de nitrogênio e 25% de moléculas de gás carbônico, à temperatura de 25 °C. Se a pressão total da mistura for 1,2 atm, é possível afirmar que a pressão parcial do nitrogênio, em atmosfera, valea) 1,1 c) 0,45 e) 0,25b) 0,90 d) 0,30

5 (Unicamp-SP) 1,0 litro de nitrogênio líquido, N2(,), foi colocado num recipiente de 30,0 litros, que foi imediatamente fechado. Após a vaporização do nitrogênio líquido, a temperatura do sistema era de 27 °C.a) Qual foi a massa de nitrogênio colocada no recipiente?b) Qual será a pressão final dentro do recipiente? Considere que a pressão do ar originalmente presente no

recipiente é de 1,0 atm. (Dado: densidade do N2(,) a 2196 °C 5 0,81 g/cm3)

0,08.

810 g.

24,7 atm.

Resolução:pO2

5 P ? XO2

0,20 5 2,5 ? XO2

XO2 5 0,08

Esse resultado indica que, para que o mergulhador possa respirar sem dificuldade, a % de oxigênio na mistura deve ser de 8%.

Resolução: Fração em quantidade de matéria de nitrogênio (XN2

): 0,75Fração em quantidade de matéria de gás carbônico (XCO2

): 0,25Cálculo da pressão parcial do nitrogênio: p 5 P ? X p 5 1,2 ? 0,75 5 0,90 atmAlternativa b.

Resolução:a) 1 cm3 de N2 líquido 0,81 g 1 000 cm3 (1 L) x x 5 810 g

b p

p

nitrogênio

nitrogênio

) ? 5 ? ?30 81028

3000,082

55

5

5

23,7 atm

1,0 atm24,7 atm

pP

ar

total

�

6 (PUC-SP) Uma mistura de N2 e vapor d’água foi introduzida num recipiente que continha um agente secante. Imediatamente após a introdução da mistura, a pressão era de 750 mmHg. Depois de algumas horas, a pressão atingiu o valor estacionário de 735 mmHg. Pedem-se:a) A composição em porcentagem molar da mistura original.b) O volume do frasco, sabendo-se que o agente secante aumenta seu peso em 0,150 g, e que o volume

ocupado pelo agente secante pode ser desprezado.

7 (UFF-RJ) Um anestésico pode ser preparado através da mistura gasosa de ciclopropano (C3H6, massa molar 5 42 g/mol) e oxigênio (O2, massa molar 5 32 g/mol).Se um cilindro de gás é preparado com ciclopropano e oxigênio apresentando pressões parciais de 171 mmHg e 570 mmHg, respectivamente, determine a razão do número de mol de ciclopropano para o número de mol de oxigênio.

2,0% de vapor de água. 98,0% de nitrogênio.

10,1 L.

0,230,77

ou 0,30.

Resolução:a) pvapor de água 5 15 mmHg P 5 750 mmHg pvapor de água 5 P ? Xvapor de água

15 5 750 ? X X 5 0,02 (fração em quantidade de matéria do vapor de água na mistura gasosa) % molar 5 100 ? X 5 2,0% de vapor de água 98,0% de nitrogênio

b) Massa de água: 0,150 g

Quantidade de matériia de vapor de água: 0,15018

0,0083 mol de5 água

p ? V 5 n ? R ? T 15 ? V 5 0,0083 ? 62,3 ? 293 V 5 10,1 L

Resolução:Pressão total do sistema (P) 5 171 1 570 5 741 mmHg.pciclopropano 5 P ? Xciclopropano

171 5 741 ? Xciclopropano

Xciclopropano 5 0,23Xoxigênio 5 1 2 0,23 5 0,77Portanto, para cada 1 mol da mistura ........ 0,23 mol correspondem a ciclopropano ...... 0,77 mol

correspondem a oxigênio.

A razão é 0,230,77

0,305

�

8 (PUC-RJ) O gás natural, embora também seja um combustível fóssil, é considerado mais limpo do que a gasolina, por permitir uma combustão mais completa e maior eficiência do motor. Assim, um número crescente de táxis rodam na cidade movidos por este combustível. Estes veículos podem ser reconhecidos por terem parte de seu porta-malas ocupado pelo cilindro de aço que contém o gás. Um cilindro destes, com volume de 82 litros, foi carregado em um posto numa temperatura de 27 °C, até uma pressão de 6 atm. Qual a massa de gás natural nele contida, considerando o gás natural formado (em mol) por 50% de metano (CH4) e 50% de etano (C2H6)?

9 (Uneb-BA) Um recipiente fechado contém uma mistura constituída de 50% em massa de metano (CH4) e 50% em massa de hélio (He). Qual a proporção entre as pressões parciais do gás hélio e do gás metano?a) 1 1 c) 3 1 e) 5 1b) 2 1 d) 4 1

460 g.

Resolução: PV 5 n ? RT6 ? 82 5 n ? 0,082 ? 300n 5 20 molPortanto, há 10 mol de CH4 (160 g) e 10 mol de C2H6 (300 g). Massa total: 460 g

Resolução: Para cada 100 g da mistura gasosa há: 50 g de CH4 e 50 g de HeQuantidade de matéria de cada componente em 100 g da mistura gasosa:

CH : n

3,12 mol

He: n

n 12,5

4 5

5 5

5

5 5

mM

n

mM

5016

504

mmol

Total: 15,6 molFração em quantidade de matéria de cada gás:

CH : nn(CH )

n3,1215,6

0,2

He: 1 0,2 0,8

445

5

2 5

Pressões parciais: CH4: p(CH4) 5 P ? 0,2 He: p(He) 5 P ? 0,8Portanto, a relação entre as pressões parciais de hélio e metano é 0,8 P : 0,2 P ou 4 : 1.Alternativa d.

�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ21 — Difusão e efusão p. 29

2

100

0

�5

5

10

15

20

25

30

35

40

Temperatura (�C)

Umidade relativa (%)

20 30 40

Ideal com sol

Ideal com vento

Ideal

50 60 70 80 90 100

1 (Enem-MEC) Os seres humanos podem tolerar apenas certos intervalos de temperaturas e umidade relativa (UR), e, nessas condições, outras variáveis, como os efeitos do Sol e do vento, são necessárias para produzir condições confortáveis, nas quais as pessoas podem viver e trabalhar.O gráfico mostra esses intervalos e a tabela mostra temperaturas e umidades relativas do ar de duas cidades, registradas em três meses do ano.

Umidade relativa (%)

MarçoT (ºC) UR (%)

MaioT (ºC) UR (%)

OutubroT (ºC) UR (%)

Campo Grande 25 82 20 60 25 58

Curitiba 27 72 19 80 18 75

Com base nessas informações, pode-se afirmar que condições ideais são observadas ema) Curitiba com vento em março, e Campo Grande, em outubro.b) Campo Grande com vento em março, e Curitiba com sol em maio.c) Curitiba, em outubro, e Campo Grande com sol em março.d) Campo Grande com vento em março, Curitiba com sol em outubro.e) Curitiba, em maio, e Campo Grande, em outubro.

Resolução: Em Curitiba com vento em março, a temperatura está a 27 °C e a umidade relativa do ar está 72% (valor indicado no gráfico dentro da faixa do ‘ideal com vento’, para essa temperatura).Em Campo Grande em outubro a temperatura está a 25 °C e a umidade relativa do ar 58% (valor indicado no gráfico como ‘ideal’).Alternativa a.

�

p. 30

2 (UEL-PR) De acordo com a lei da efusão dos gases de Graham:“A velocidade com que um gás atravessa um pequeno orifício é proporcional à velocidade molecular média que por sua vez é inversamente proporcional a M, sendo M a massa molar do gás”.Considere um recipiente contendo igual quantidade, em mols, das seguintes substâncias no estado gasoso e nas mesmas condições de pressão e temperatura:H2S (cheiro de ovo podre);(CH3)2O (cheiro de éter);SO2 (cheiro do gás produzido ao riscar um palito de fósforo).Ao abrir pequeno orifício no recipiente, os gases devem ser sentidos na seguinte seqüência:a) H2S, SO2 e (CH3)2O c) SO2, H2S e (CH3)2O e) (CH3)2O, SO2 e H2Sb) H2S, (CH3)2O e SO2 d) SO2, (CH3)2O e H2S

3 (UFBA) Dois balões de borracha iguais, denominados A e B, são inflados com He e CO2, respectivamente, até adquirirem o mesmo volume, a mesma pressão interna e temperatura. Considerando-se estas informações e sabendo-se que a massa molar aparente do ar é 28,96 g/mol, é correto afirmar:a) Apenas o balão B subirá à atmosfera.b) A quantidade de átomos de hélio no balão A será igual à quantidade de moléculas de CO2 no balão B.c) A massa do balão A será maior do que a massa do balão B.d) O balão A subirá à atmosfera e seu volume diminuirá com o aumento da altitude.e) O balão B murchará antes do balão A.

Resolução:A velocidade de efusão de um gás é inversamente proporcional a sua massa molar. Portanto, o gás de menor massa molar deverá sair primeiro: H2S (massa molar 34 g/mol). O segundo a sair é o que apresenta massa molar intermediária: (CH3)2O (massa molar 62 g/mol). O último a sair é o que apresenta massa molar maior: SO2 (massa molar 64 g/mol).Alternativa b.

Resolução: Segundo o princípio de Avogadro, “volumes iguais de gases quaisquer, nas mesmas condições de pressão e temperatura encerram o mesmo número de moléculas.”Como o hélio é uma espécie monoatômica, pode-se dizer que o número de moléculas de CO2 é igual ao número de átomos de He.Alternativa b.

�

5 Qual dos gases abaixo apresenta maior velocidade de efusão?a) Metano (CH4) c) Dióxido de carbono (CO2) e) Dióxido de enxofre (SO2)b) Nitrogênio (N2) d) Neônio (Ne)

6 Responda:a) Por que uma bexiga de aniversário (balão de borracha) cheia de gás, murcha com o passar do tempo?b) Duas bexigas A e B contêm, respectivamente, hélio (He) e dióxido de carbono (CO2). Qual delas murchará

primeiro? Justifique sua resposta.

4 (Mack-SP) Difusão é a propriedade de duas ou mais substâncias formarem, espontaneamente, entre si, uma mistura homogênea. Essa propriedade ocorre quando:a) o odor de um perfume contido em um frasco aberto se espalha num ambiente.b) o óleo diesel é derramado acidentalmente em uma lagoa.c) um prego exposto ao ar enferruja.d) a areia carregada pelo vento forma uma duna.e) gases hidrogênio e oxigênio reagem, formando água.

Resolução: As substâncias voláteis presentes no perfume e a atmosfera formam, espontaneamente, uma mistura homogênea.Alternativa a.

Resolução: O gás que apresenta menor massa molar apresenta, também, maior velocidade de efusão.Alternativa d.

Resolução: a) Uma bexiga cheia de um determinado gás ou de ar murcha porque as moléculas dos gases

atravessam os pequenos orifícios da bexiga (difusão gasosa).b) A bexiga de Hélio (He) murchará primeiro. Isso ocorre porque o He apresenta menor massa

molar que o dióxido de carbono e, portanto, tem maior velocidade de difusão.

�

Resolução das atividades complementares

QuímicaQ22 — Cálculo estequiométrico p. 34

2

1 (Fatec-SP) A quantidade de dióxido de enxofre liberada em uma fundição pode ser controlada fazendo-o reagir com carbonato de cálcio, conforme a reação representada a seguir: 2 CaCO3(s) 1 2 SO2(g) 1 O2(g) → 2 CaSO4(s) 1 2 CO2(g)Supondo um rendimento de 100% dessa reação, a massa mínima de carbonato de cálcio necessária para absorver uma massa de 3,2 toneladas de SO2, também expressa em toneladas, é:a) 3,2 c) 0,5 e) 10,0b) 6,4 d) 5,0

2 (Fatec-SP) A metanfetamina, uma substância usada como medicamento, é eliminada do organismo por meio de uma série de reações. O processo global pode ser representado pela reação com O2, conforme mostra a equação: 4 C10H15N 1 55 O2 → 40 CO2 1 30 H2O 1 2 N2

A quantidade de oxigênio, em miligramas, necessária para reagir completamente com 12 mg desse medicamento é, aproximadamente,Massas molares (g/mol): C10H15N 5 149; O2 5 32.a) 440 c) 110 e) 35b) 165 d) 55

Resolução:2 mol de CaCO3 2 mol de SO2

200 g de CaCO3 128 g de SO2

x 3,2 t x 5 5,0 t de CaCO3

Alternativa d.

Resolução: 4 mol de C10H15N 55 mol de O2

4 ? 149 g de C10H15N 55 ? 32 g de O2

12 mg de C10H15N x x 5 35 mg de O2

Alternativa e.

�

3 (UFAL) O mercúrio utilizado nos termômetros clínicos é obtido pela reação entre cinábrio (minério constituído principalmente por HgS) e oxigênio (O2). Para produzir 201 g de mercúrio, a massa de HgS contida no cinábrio que deve reagir completamente com oxigênio éa) 32 g c) 201 g e) 300 gb) 100 g d) 233 g

4 (ESPM-SP) O hipoclorito de sódio tem propriedades bactericida e alvejante, sendo utilizado para cloração de piscinas, e é vendido no mercado consumidor em solução como Água sanitária, Cândida, Q-boa, etc. Para fabricá-lo, reage-se gás cloro com soda cáustica: C2 1 2 NaOH → NaC 1 NaCO 1 H2OA massa de soda cáustica necessária para obter 149 kg de hipoclorito de sódio, NaCO, é:a) 40 kg c) 120 kg e) 200 kgb) 80 kg d) 160 kg

5 (UFPE) A gipsita é um mineral de cálcio (CaSO4 ? 2 H2O) e é utilizada como matéria-prima na fabricação de gesso. Ao ser aquecida a 120 °C, ela perde moléculas de água, transformando-se no semi-hidrato (CaSO4)2H2O. Se aquecermos 344 quilogramas de gipsita, quantos quilogramas de semi-hidrato serão obtidos?a) 290 c) 580 e) 688b) 172 d) 720

Resolução: HgS → Hg 1 S1 mol 1 mol233 g 201 gAlternativa d.

Resolução:2 mol de NaOH 1 mol de NaCO 80 g 74,5 g x 149 kg x 5 160 kgAlternativa d.

Resolução:Equação da reação envolvida: 2 CaSO4 ? 2 H2O(s) → (CaSO4)2H2O(s) 1 3 H2O(v)

2 mol 1 mol 344 g 290 g 344 kg x x 5 290 kg Alternativa a.

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6 (Fepar-PR) “A vitamina C, também conhecida como ácido L-ascórbico, foi isolada pela primeira vez sob forma de pó cristalino branco, em 1922, pelo pesquisador húngaro Szent-Györgi. Por apresentar comportamento químico fortemente redutor, atua, numa função protetora, como antioxidante; na acumulação de ferro na medula óssea, baço e fígado; na proteção de colágeno (proteína do tecido conjuntivo); na manutenção da resistência a doenças bacterianas e virais; na formação de ossos e dentes; na manutenção dos capilares sangüíneos, entre outras.”

SILVA, Luiz A. da; FERREIRA, Geraldo Alberto;

SILVA, Roberto Ribeiro da; Química Nova na Escola, �995, vol. �.

Para reagir com um grama de vitamina C, quantidade especificada em rótulo de medicamentos, quantos gramas de iodo seriam necessários?Dado: C6H8O6 1 I2 → C6H6O6 1 2 HIa) 1,44 g c) 47,9 g e) 1 gb) 180 g d) 3,5

7 (UFF-RJ) Acompanhando a evolução dos transportes aéreos, as modernas caixas-pretas registram centenas de parâmetros a cada segundo, constituindo recurso fundamental na determinação das causas de acidentes aeronáuticos. Esses equipamentos devem suportar ações destrutivas e o titânio, metal duro e resistente, pode ser usado para revesti-los externamente.O titânio é um elemento possível de ser obtido a partir do tetracloreto de titânio por meio da reação não-balanceada: TiC4(g) 1 Mg(s) → MgC2(s) 1 Ti(s)Considere que essa reação foi iniciada com 9,5 g de TiC4(g). Supondo que a reação seja total, a massa de titânio obtida será, aproximadamente:a) 1,2 g c) 3,6 g e) 7,2 gb) 2,3 g d) 4,8 g

Resolução:1 mol de C6H8O6 1 mol I2

176 g 254 g 1 g x x 5 1,44 gAlternativa a.

Resolução:Equação balanceada: TiC4(g) 1 2 Mg(s) → 2 MgC2(s) 1 Ti(s)

1 mol 1 mol 187 g 45 g 9,5 g x x 5 2,29 g (aproximadamente 2,3 g)Alternativa b.