207033419 Exerc Resolv Gases

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CURSO DE LICENCIATURA EM QUIMICA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ANALÍTICA E FÍSICO-QUÍMICA

Disciplina de Físico-Química I
LISTA DE EXERCICIOS RESOLVIDOS- GASES
01.
O volume de ar num sino de mergulho, quando ele está em cima de um barco, é de 3,0 m³. Qual o volume de ar quando o sino atingir uma profundidade de 50 m?
Considere a densidade média da água do mar como sendo 1,025 g/cm³ e admita que a temperatura é a mesma da superfície.
Solução:
V1 = 3,0 m³ h = 50 m
P1 = 101325 Pa ρH2O = 1,025 g/cm³
V2 = ?

P2 = P1 + ρH2O x g x h
P2 = 101325 Pa + 1,025 x 10³ Kg/m³ x 9,81 m/s² x 50 m
P2 = 604087,5 Pa
P 1 x V 1 = P 2 x V2
101325 Pa x 3,0 m³ = 604087,5 Pa x V2
V2 = 0,50m³

02.
Numa experiência para determinar um valor exato da constante dos gases perfeitos, R, um estudante aqueceu um vaso de 20,000L, cheio com 0,25132g de hélio gasoso, a 500°C, e mediu a pressão num manômetro de água, a 25°C, encontrando
206,402cm de água. A densidade da água, a 25°C, é 0,99707g/cm³. Calcule o valor de
R a partir desses dados.
Solução:
V = 20,000 L mHe = 0,25132 g
T = 500°C = 773,15 K h = 206,402cm ρH2O = 0,99707 g/cm³
R=?

Pressão manométrica = Pressão relativa = ρ x g x h
P = 0,99707 x 10³ Kg/m³ x 9,81 m/s² x 2,06402 m
P = 20188,7 Pa ou 0,199 atm
P x V x MMHe= mHe x R x T
R = 0,199 atm x 20,000 L x 4,00 g/mol
0,25132 g x 773,15 K
R = 0,082 atm L mol-1 K-1

03.
A densidade do ar, a 740torr e 27°C, é 1,146g/L. Calcule a fração molar e a pressão parcial do nitrogênio e do oxigênio admitindo (a) que o ar é constituído exclusivamente por estes dois gases e (b) que o ar contém, também, 1,0% molar de
Ar.
Solução: ρAr = 1,146 g/L
T = 300,15 K
P = 740 torr ou 0,97 atm
XN2, XO2, PN2 e PO2 = ?

n=PxV/RxT n = 0,97 atm x 1 L / 0,082 atm L mol-1 K-1 x 300,15 K n = 0,0394 mol

a) Ar = N2 + O2  mN2 + mO2 = 1,146 g n = nN2 + nO2 nN2 x MMN2 + nO2 x MMO2 = 1,146 g
(n – nO2) x MMN2 + nO2 x MMO2 = 1,146 g
(0,0394 – nO2) x 28 g/mol + nO2 x 32 g/mol = 1,146 g nO2 = 0,0107 mol
XO2 =