Gases Ideais - Exercícios - Química, Notas de estudo de Química. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)
Paulo89
Paulo895 de Março de 2013

Gases Ideais - Exercícios - Química, Notas de estudo de Química. Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUC-RS)

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Apostilas e exercicios de quimica sobre o estudo dos gases ideais.
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Instituto de Química/UFRGS Departamento de Físico-Química

Físico-Química I-B

Lista de Exercícios n o 1: Gases Ideais

1) Uma amostra gasosa consiste em uma mistura de etano e butano. Um bulbo de 200 ml de

capacidade é enchido com a mistura a uma pressão de 750 mmHg a 20 °C. Se a massa de gás

no bulbo era de 0,384 gramas, calcule a % mássica e a % molar de cada componente na

mistura.

Resp: 25,5% em massa de etano e 74.5% em massa de butano e 40 % molar de etano e 60 %

molar de butano.

2) Um grama de H2 e um grama de N2 são colocados em um frasco de 2 litros de capacidade

a 27 °C. Calcule a pressão total, a pressão parcial de cada gás e a composição da mistura em

% molar.

Resp.: Ptotal = 6,59 atm., PH2 = 6,15 atm, PN2 = 0,44 atm, 93,3 mol% de H2, 6,7 mol% de N2.

3) Dois frascos A e B são enchidos com O2 e H2 , respectivamente, a 25 °C. Os dois frascos

estão conectados por uma válvula inicialmente fechada.

Frasco Gás Volume (ml) Pressão (atm)

A Oxigênio 500 1

B Hidrogênio 1500 0,5

A válvula é aberta e os dois gases interdifundem até o equilíbrio. Calcule a pressão total, a

pressão parcial de cada gás e a fração molar do oxigênio na mistura final.

Resps: Ptotal: 0.625 atm, PH2 = 0.375 atm, xO2 = 0.4

4) A umidade relativa em um certo ambiente é igual a 87,6% a 25 °C. Calcule a massa de

água no ar, se o volume do ambiente é de 645 m 3 . Sabe-se que a pressão de vapor de

equilíbrio da água no ar é igual a 0,0313 atm.

Resp: 13 kg

Obs.: U=Preal/Peq , sendo: U=umidade relativa; Preal = pressão de vapor real do vapor d’água

no ar; Peq= pressão de vapor da água no ar

5) Um balão muito flexível possui um volume de 1,2 litros a 1,0 atm e 300K ao nível do

mar. Qual o volume final do balão após ter subido para a estratosfera? Dados da estratosfera:

T=250 K e P=3,0.10 -3

atm.

Resp.: V=333,3 litros.

6) Uma dada mistura de gases consiste em 7 g de nitrogênio, 4 g de hidrogênio e 4 g de

oxigênio. Esta mistura é introduzida em um frasco evacuado de 150 litros de capacidade a 50

°C.

a) qual a fração molar de cada gás na mistura? Resp: xN2= 0.105; xH2= 0.842

b) qual a pressão total no frasco e qual a pressão parcial de cada gás?

Resp: Ptotal:0.42 atm; PH2=0.354 atm; PO2= 0.022 atm

c) quantos gramas de H2 terão de ser removidos a fim de reduzir a pressão do frasco à metade

do valor original?

Resp: 2,375 g

d) quantos gramas de H2 terão de ser acrescentados a fim de duplicar o valor da pressão?

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Resp: 4,75 g

7) Um cilindro provido de pistão contém uma certa massa M de O2 de forma que a pressão é

igual a 0,5 atm e o volume é de 1 litro. A seguir, adiciona-se uma massa quatro vezes maior

de hidrogênio. Qual será a nova pressão, sabendo-se que o volume total de mistura e a

temperatura permanecem constantes?

Resp: 32,5 atm

8) O ar é constituído de aproximadamente 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio em %

molar. Se 6 gramas de H2 são adicionados a um frasco de 2,24 litros que contem ar a 0 °C e 1

atm, qual será a massa molar média da mistura?

Resp: 2,86 g/mol

9) Um volume de 10 m 3 de ar sob pressão de 5 atm e a 327°C é injetado em um reservatório

de 100m 3 que continha ar sob pressão de 2 atm e a 27°C. Qual será a pressão no reservatório

quando tiver sido alcançado o equilíbrio a 27°C?

Resp: 2,25 atm

10) Dois recipientes com 10 litros de capacidade cada um estão conectados mediante um tubo

muito fino e de volume insignificante. Um dos recipientes é mantido na temperatura de 5°C,

enquanto que o outro é mantido a 95°C. Os recipientes contem em conjunto 5,0 mols de

oxigênio. Após ter se estabelecido o equilíbrio, calcule:

a) o número de mols no recipiente frio

b) o número de mols no recipiente quente

c) a pressão.

Resp.: a)2,844 moles; b)2,155 moles c) 6,49 atm

11) Suponha que o ar obedeça à Lei das Isóbaras dos gases ideais. A partir dos dados da tabela abaixo, calcule o valor do zero absoluto em Celsius e o coeficiente térmico de

expansão.

Tab.1: Massa específica (ρ) do ar em função da temperatura.

ρ (g/L) Temperatura (Celsius)

1.877 -85

1.294 0

0.946 100

Resps. a) -273 °C; b) α=3,679 10 -3

grau -1

12) Uma mistura gasosa ideal consiste em 320 mg de metano, 175 mg de argônio e 225 mg de

neônio. Sob T=300K, a pressão parcial do Ne é igual a 66,5 torr. Calcule o volume e a pressão

total da mistura.

Resp.: V=3.14L; P=211.6 torr

13) A 500 °C e 699 torr, a massa específica do vapor de enxofre é 3,71g L -1

. Qual a fórmula

molecular do enxofre nestas condições?. Suponha comportamento ideal.

Resp.: S8

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