Lista 01 - Estudo dos gases

Disciplina: Físico-Química Professora: Djolse N.
Dantas Satler
1ª Lista de Exercícios – Estudo dos Gases
1) Qual é a pressão, em atmosferas, exercida por uma mistura de 1,0 g de H 2 e 8,0 g de He contida em um balão de aço de 5,0 L a 27°C?
Massas atômicas: H = 1; He = 4. Constante dos gases: R = 0,0821 atm.L.mol-1K-1 (Resp: 12,3 atm.)
2) Uma bolha de ar forma-se no fundo de um lago, em que a pressão é de 2,2 atm. A essa pressão, a bolha tem volume de 3,6 cm3. Que
volume terá essa bolha quando subir à superfície, na qual a pressão atmosférica é de 684 mm Hg, admitindo-se que a massa de gás contida
no interior da bolha e a temperatura permanecem constantes? (Resp: 8,8 cm³)
3) Um balão selado, quando cheio de ar, tem volume de 50,0 m 3 a 22 °C e a uma dada pressão. O balão é aquecido. Assumindo-se que
a pressão é constante, a que temperatura estará o balão quando seu volume for 60,0 m 3? (Resp: 354, 18 K = 81,03°C)
4) Qual o volume de um balão contendo 44,0 g de gás hélio, utilizado em parques de diversões ou em propaganda, num dia em que a
temperatura é 32 °C, e a pressão do balão é 2,50 atm? (Dados: R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1; M.Molar do He = 4,0 g mol–1) (Resp: 110,1 L)
5) Um dos poluentes mais comuns é o monóxido de carbono (CO). Uma amostra contendo 4 mol desse gás exerce uma pressão de 2,46
atm a 27 °C. Nessas condições, determine o volume ocupado pelo gás. (Dado: R = 0,082 atm·L·mol–1·K–1). (Resp: 40L)
6) Considere uma amostra de gás hélio (He) confinada num dado recipiente, sofrendo uma série de transformações. Os resultados
obtidos constam da tabela acima. Determine os valores de a, b, c, d, e, f.
P (atm) T(K) T(°C)

2 300 27
a 600 b
8 c d
f e -123
(Resp: a = 4; b = 327; c = 1 200; d = 927; e = 150; f = 1)
7) Dois recipientes A e B contêm, respectivamente, O2 e N2 a 25 °C e são ligados por uma válvula. O recipiente A contém 1,5 L de O2 a
0,5 atm; o recipiente B contém 0,5 L de N2 a 1,0 atm. Abrindo-se a válvula, os dois gases se misturam. Supondo que a temperatura do
conjunto não tenha se alterado, pergunta-se, em relação à mistura final:
a) Qual é a pressão total?

b) Quais são as frações molares dos dois gases?
c) Quais são suas pressões parciais?
(Resp: a) P = 0,625 atm; b) xA = 0,5996; xB = 0,4004; c) 0,375 atm; 0,250 atm.)
8) Em um recipiente de 50 L a 127 °C, temos 3,3 g de anidrido carbônico (CO 2), 4,8 g de anidrido sulfuroso (SO 2) e 3,4 g de gás sulfídrico
(H2S). (Massas atômicas: H = 1; C = 12; O = 16; S = 32). Pedem-se:
a) a pressão total da mistura gasosa;

b) sua composição percentual em massa;
c) a massa molar média ou massa molar aparente da mistura.
(Resp: a) P = 0,164 atm; b) 28,7% de CO2; 41,7% de SO2 ; 29,6% de H2S; c) 46 g/mol)
9) (a) Seria possível que uma amostra de 131g de xenônio gasoso, num vaso de volume igual a 1 dm³, exercesse uma pressão de 20 atm
a 25°C, se o seu comportamento fosse de um gás perfeito? Em caso negativo, que pressão ele exerceria? (b) Que pressão o xenônio
exerceria se ele fosse um gás de van der Waals? (Resp: (a) 24 atm (b) 22 atm)
10) Um gás perfeito sofre compressão isotérmica que reduz de 2,20 dm³ o seu volume. A pressão final do gás é 5,04 bar e o volume final
é 4,65 dm³. Calcule a pressão inicial do gás em (a) bar (b) atm. (Resp: (a) 3,42 bar (b) 3,38 atm)
11) Uma amostra de hidrogênio gasoso tem uma pressão de 125 kPa na temperatura de 23°C. Qual a pressão do gás na temperatura de
11°C? (Resp: 120 kPa)
12) Uma amostra de 255 mg de neônio ocupa 3,00 dm³ a 122K. Use a lei do gás perfeito para calcular a pressão do gás. (Resp: 4,20 x 10-2
atm)
13) A 500°C e 93,2 kPa, a massa específica do vapor do vapor de enxofre é 3,710 kg.m -3. Qual a fórmula molecular do enxofre nessas
condições? (Resp: 256 g/mol; S8.)
14) A massa específica do ar, a 0,987 bar e 27°C, é 1,146 kg.m -3. Calcule a fração molar e a pressão parcial do nitrogênio e oxigênio,
admitindo que o ar é constituído exclusivamente por esses dois gases. (Resp: xN2=0,7583; xO2=0,2417; PN2=0,748 bar; PO2=0,239 bar.)
15) Uma mistura gasosa é constituída por 320mg de metano, 175mg de argônio e 225 mg de neônio. A pressão parcial do neônio, a 300
K, é 8,87 kPa. Calcule (a) o volume da mistura (b) a pressão total da mistura. (Resp: a) 3,14 dm³; b) 28,2 kPa.)
16) A massa específica de um composto gasoso é 1,23 kg.m-3, a 330 K e 20 kPa. Qual a massa molar do composto? (Resp: 169 g/mol.)
17) Numa experiência, para a determinação da massa molar de um gás, confinou-se uma amostra do gás num balão de vidro de 250 cm³,
sob pressão de 152 Torr e a 298 K. A massa do gás foi de 33,5 mg. Qual a massa molar do gás? (Resp: 16,14g/mol.)
18) Calcule a pressão exercida por um 1,0 mol de H 2S, comportando-se como (a) um gás perfeito, (b) um gás de Van der Waals quando
está confinado nas seguintes condições:
(i) A 273K em 22,412 dm³;
(ii) A 500 K em 150 cm³
(Resp: (a) i. p=1 atm. ii. P 270 atm. (b) i. p = 0,99 atm. ii. P = 190 atm. )
19) Expresse as constantes de van der Waals a = 0,751 atm.dm 6mol-2 e b= 0,0226 dm³mol-1 em unidades básicas do SI. (Resp: a= 0,0761
kg.m5.s-2.mol, b = 2,26 x 10-5 m³.mol-1.)
20) Num processo industrial, o nitrogênio é aquecido a 500K num vaso a volume constante igual a 1 m³. O gás entra no vaso a 300 K e 100
atm. A massa do gás é 92,4 kg. Use a equação de van der Waals para determinar a pressão aproximada do gás na temperatura de operação
de 500K. (Resp: 140 atm.)
21) Admita que 10 mol de C2H6 (g) estejam confinados num vaso de 4,860 dm³, a 27°C. Estime a pressão do etano com a) a equação dos
gases perfeitos e (b) com a equação de van der Waals. Com o resultado do cálculo, estime o fator de compressibilidade. (Resp: (a)50,7 atm;
(b) 35,2 atm, Z =0,695)
22) Um vaso de 22,4 dm³ tem inicialmente 2,0 mol de H 2 e 1,0 mol de N2, a 273,15K. Todo o H2 reage com o N2 suficiente para formar
NH3. Calcule as pressões parciais e a pressão total da mistura final. (Resp: PT=3 atm; PN2=1 atm; PH2= 2 atm.)
23) A pressão exercida por 5,7 moles de metano (CH4) em um recipiente de 712,5 cm3 de volume, a 50 °C tem o valor, medido
experimentalmente, de 187 bar. Qual seria o valor da pressão calculada por: a) equação dos gases perfeitos; b) equação de van der
Waals; c) O gás medido experimentalmente é um gás real ou ideal? Justifique. (Resp: a) 214 bar; b) 180,64 bar; c) gás real.)

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P (atm) T(K) T(°C)

(Resp: a = 4; b = 327; c = 1 200; d = 927; e = 150; f = 1)

a) Qual é a pressão total?

a) a pressão total da mistura gasosa;

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