-
ESTUDO DOs GASES
Tpi
-
f;t rr.rrnoouoO conhecimeno dos gases e de suas propriedades de
grande importncia na Qumica, uma
vez que os gases esto sempre presentes em nosso dia-a-dia. De
fato, o ar que respiramos indis-pensvel nossa vida, como tambm vida
de todos os animais e vegetais (vvemos imersos naatmosfera teestre,
que uma espcie de "mar gasoso"). Vrios elemenos qumicos
importantesse apresentam como substncias gasosas, em condies
ambientes: Hz, Nr, Or, Fr, Cl, e os gasesnobres. Muitos compostos
qumcos mportantes tambm so gasosos: COr, CO, NO, NOr, NrO.NHr, SO,,
H,S, HCt, CH4 etc.
E5TADO GA5O5O
Na pgina 61, i falamos do estado gasoso, comparando-o com o
estado slido e com o lquido.No entanto, sempre mportante relembrar
que:
. os gases tm massa, como mostramos na figura abaixo;
T
ffi lo
Dos b es exatamenleg0as conrendo iq lasvollmes de qs cabn co ede
ar moslm qle o CO, ms pesado qleo f
0s
d..
E\J
. os gases sempre tendem a ocupar todo o volume do recpente que
os contm (grandeexpansibi l idade);
. os gases so muito menos densos do que os slidos e os lquidos
(isto , em igualdade de massa,ocupam um volume muto maior);
. os gases sempre se misturam entre si(grande difusibi l
dade)i
. os volumes dos gases variam muto com a presso (grande
compressibildade) e com a tempera-tua (grande di latabil
idade).
Quando estudamos um gs, devemos considerar as seguntes grandezas
fundamentais: a massa, ovolume, a presso e a temperatura. As
influncias da presso e da temperatura so to grandes querealmente s
tem sentido mencionarmos o volume de um gs fornecendo tambm sua
presso e suatemoeratura,
VOTUME DOS GA5E5
De maneira simpli cada podemos dizer que o volume de um gs
coincide com o prprio volumedo reciDente oue o contm.
No Sstema Internacional de Undades (SI), a undade padro de
volume o metro cbico (m3),deinido como o volume de um cubo cuia
aresta tem 1 m de comprimento- No estudo dos gases, osvolumes so
tambm medidos em litros (L), em mililitros (mL), em centmetros
cbicos (cm') etc. bom relembrar que:
1 m.: 1.ooo L: 1.000.000 ml,(cmr)1 L: 1.000 m1 :1.000cmrI mL: I
cm-
278 Qumica Geral
-
ffi$ a pnesso Dos GAsEsEm Fsica, defne-se presso como o
quociente entre uma fora
(que pode ser o peso) e a rea da superfcie onde a fora est
aplica-da. Matematcamente, temos:
De certo modo, jsso equivale a dividir a fora em "foras
meno-res", guais entre si e distr ibudas em cada un;dade de
rea.
No caso dos gases, a presso resulta dos choques de suas
part-culas contra as paredes do recipente que os contm.
No conunda fora (nem peso) com presso. Lembre-se dosSegurntes
exemplos:
. um caminho "pesado" deve ter muitas rodas, para que a presso
no solo no destrua o asfalto;
. uma faca afada corta melhor do que uma faca "cega", pois, af
iando-se a faca diminu-se a reade atuao da fora, resLrltando num
aumento da presso sobre o objeto a ser cortado;
. deitar no cho faz doer as costas, pois o nosso corpo fica
apoiado sobre alguns poucos pontos;sobre um colcho macio, porm, o
peso de nosso corpo se dstrbui por ula area maior, conseguindo-se
assim uma presso menor;
. um faqur no se fere na cama de pregos, pois seu peso se
distribu pelas pontas dos pregos,diminuindo a presso sobe as suas
costas.
No Sl, a unidade de presso o pascal (Pa), definido como a presso
exercida por uma fora de'I N (1 newton) uniformemente distf ibuda
sobre uma superfcie plana de I m'de rea, sendo essasupecie
perpendicular direo dafora. Em outras palavras, I Pa iguaa t
N/m'z(lembre-se deque1 N a fora necessria para que 1 kg de massa
seja acelerado rzo de 1 m/s'z).
A presso dos gases tambm medida em milmetros de mer-
prt.menrcrio, unidade que resulta de uma experincia clssica de
Torricel l :
--/ ,-"quando um tubo completamente cheio de mercrio emborcado
pre$.numrecipienteqUetambmcontenhamercr io,aa| turahemqUeomercrio
"estacona" depende exclusivamente da presso do ar at hmosfrico.
Esse aparelho, denominado barmetro de mercrio, ser-ve para medir a
presso atmosfrica. Se a expeinca de Torricellifor feita ao nvel do
mar, a altura h ser 76 cmHg (centmetros de * Ymercrio), ou 760 mmHg
(milmetros de mercrio), ou 70 torr(torricelli), ou, ainda, 1 atm
(atmosera).
A seguir, apresentaremos as seguintesunidades de presso.
equivalncias entre as
.s
i
c
j
1 atm = /6 cmHg : 70 mmHg : 760 torrlmmHg:1tof f1 atm: 101.325
Pa (ou N/m':)1 mmHg : 1 33,322 Pa (ou N/m'?)
Fisico e matemico it ianq naeu emFaenza,
m 1 0, a ecu en F oren
a, em 1647. Em '6.41 ez erprincs com as bombas de eralrgua
depoos e em 144 construiu ru ckbre tubo de Torkell (bamrro
demercio), veifkando ento que a prc!-so do ar, no alto das
montanhas, menof do que ao niveldo mar
Gravur ds. XV s.tie a fam.sa expfncia deo ce1 no bortro com um
tub d m..r . q
pr t u delem nar o !or da prosso almosli.a
Capitulo '12 : EsuDo Dos casEs 279
-
E nteressante notar que a presso atmosfrica resulta do peso que
a camada de ar atmosfrico (decerca de 800 km de espessura) exerce
sobre ns e todos os objetos que esto na superfcie da Terra.Sendo
assim, medida que subimos/ a presso atmosrica diminui. De fato, ao
nvel do mar ela iguala 70 mmHg; na capital de So Paulo (780 m de
alt i tude) de crca de 700 mmHg; na cidade deCampos de lordo-SP
(1.650 m de alt tude) de 610 mmHg; no Monte Everest (8.850 m de alt
i tude) de 240 mmHg; a 10 km de alt i tude de 205 mmHg; e assim por
diante. por isso que os aviescomercias a iato, que voam em uma alt
i tude mdia de 10 km, precisam ter cabine pressurizada
pafaassegurar a respiao aos passageiros,
EJ A TEMPERATURA DOs GASESA temperatura uma grandeza que mede o
grau de agitao das partculas (tomos ou molculas)
que constituem um corpo. Para um gs, a temperatura depende da
velocidade (grau de agitao) dasmolculas que o constituem.
A temperatura dos gases pode ser medida com o auxilio de vrias
escatas termomtricas diferentes.No Brasil, a escala usual a escla
Celsius (oC), que uma escala centesmal (ou centgrada); nos
Estados Unidos da Amrica, por exemplo, usada a escala Fahrenheit
('F). Em trabalhos centficos,todavia, usa-se a escala absoluta ou
Kelvin (K), pos ela taz grandes simplificaes nas les e frmulasem
geral - e adotada pelo Sl. A fgura ao lado compara a escala Kelvin
com a escala Celsus.
t
I
0
00 ,ci
'c
73'C
t00
0'(
0Portanto, para transformargraus Celsus (0)
em kelvins (I): Fko irlands, narceu em Beasl enI 824,
a ecu em _Lagr em I 907. n
ceo ogia, eudo! a idad da era. En18s2, ciou a erala absoluta de
tempraturas, hoje chamada d escalaKelvin, de grande importnca para
acincia. E.onsidrado um dos pais da
A.C. byjohnny hart
2AO
T:g+273
Qumica Ceral
-
ZERO AASOLUTO
O ponto inicial d escala absoluta ou escala l\elvin e chamado de
zero absoluto. Esse oonto corres_ponde temperatura de 273,1 6 'C.
At hoje no 5e .onseg u ru cheg a e5s temperatu r, mas j
fomobtidosvalores muito prximos. O zero absoluto uma tempefatura
cle grande mportanca teorica paraa Fsica e pra a Qumica. Supe-se
que, nessa tempeatura, vrjas condi;es excepciona sero obtidasltodas
as substncias estao no estado slido; cessaro o movimento e a
agita;o dos tomos e dasmolculasj a resistncia elica dos metais cir
a zero ( o fenmeno da supirc;dutividade errrica).
Os jornais de grande circulao anunciam, em 5etembro de 2003, que
uma equioe de f s icos doInstituto Tecnolgico de Massachusetts
(MtT) dos Esrados Unidos conseguiu a remper;rua mais baixregistrada
at quela data: meio bitionsimo de grau acima do zero abiotuto_
Em res!..o, pra trafsforma atmosferas em miimetros de mercro/ ou
vice-versa, tems:
Multipli.a se po 760
PAR(ER & II{RT
IIIIa) No eudo dos gases, so grandeza5 !ndamenrai'|
_,
b) Pre$ a _aplicada na
_ de aea.c) A tempeatura absouta igual temperar!ra_
,;
_
9
n
E
.
t:-k'i.4..-4.t!sl.iii:,1 Aquantos litros coresponde ovtume d 7,s
mr?Resoluo
tusa convero resolvida pela seguinte rega de irs:I mr _ 1.0001
I
-_,_7,5 mi _ , | " : z.soo rResumindo, para tnomar metros cbicos
emros, ou vrce vena, temos:
Mukipti.a-re p1.000Divide re por LOO0
Multiplica 5 porl.0o0
Divide{e por ] o00
2 A quantos nililtos (ou cmr) coresponclem 2,5 L?
3 Aquantos mimetos de mercrio corspondeumapres de 5 atm?
1 atm - /0 mmHs
X]
Captulo 12 "
EsuDo Dos cass
( = 3.800 mmHg
mmHgDivid ie por 760
A quantas atmoeras coespondea prcs de I92,.m
Dntreosva ores apesentados abaixo, qua ndjcaa pesa) 1,2arm c)
8ocmHq e) 70cmH9b) 700 mmHq d) 0,8 atmQual a pressao eq!ivalente a
4,5 atm?a) 342 mmHgb) 3.420 cmHgc) 3.42abr
.-,rE+.i-ti.,ii,i..t:;i.7 Quala temberatlra Kelvin crespondenre
a 40 .c?
PeafmLrla = 0 + 273,temos:
T:4Q1"273i1r=3l3Kl
8 Qual tem peratu ra cenrgada corespondenre a 200 K?
d) 34,2 mHge) 342 dhHg
O MAGO Df, ID
281
-
AS LEIS FISICAS DOS GASESSo leis expermentais que mostram como
varia o volume de um g5 quando a presso e a
temperatura desse gs variam, Considerando que essas variaes so
transfomaes fsicas, conclumos que essas leis so mais pertinentes
Fsica do que Qumica.
Algumas expresses comLrmente usadas
so:.estadodeumgs-soascondiesdevolume(y),presso(P)etemperatura(f)emqueesse
gs se encontra;. variveis de estado so as grandezas y, Pe ;.
transformaes gasosas - so as varaes de y, P e/ou 7.
6.1. Lei de Boyle-MariotteSe voc apnhar uma bomba de encher pneu
de bicicleta, puxr o mbolo total-
mente para fora, fechar a sada de ar com um dedo e empurrar o
mbolo, notar que epossvel desloc-lo um pouco para dentro quanto
maior for a fora que voc conseouir exercer, maor ser esse
deslocamento.
Pois bem, os fsicos Boyle e Mariotte fizeram, cada um a seu
tempo, umaexperincia semelhante que veio a resultar na le que leva
seus nomes: elesprovocaam a variao da presso de uma determinada
massa de gs/ mastendo o ( uidado de manl-lo a temperatura
constante, E o que se chamdde transformao isotrmica (do grego: lso,
igual; fhermo, calor). Nocil ndo i lustrado abaixo, notamos que,
aumentando-se a presso sobre ogs, o volume deste diminui, dando
resultados como os que so mostra^< n r hl
-
Esseenuncado pode ter as seguntes representaes:Repscnro
matemii.a
ou
PY = constante
AS IEIS DA CINCIA S VALEM DENTRO DE CEROS LIMIES
De d,o 1a ( o. 1pr*\ .o do\ gd\er e mu,ro ( omum d ort.er o
\equint (d, omrrdn.r d) ,e ar nol l1I l '_: l i . , i l l l l . ' l
d p'e5o \oble o qs. 5u !o ume diminui qrdddri\m;re d e o ponro
r,::-",:-:J:::" l!,"1j oe 4 ss) para I (hquido), seu votume se
reduz bruscamente; e, em sesuroa,pracamenre nio vra mais {B _ C),
pois os tqudos so pouco comprssveis. Evidenterrenre, apartir de 4 a
lei de Boyle-Mariorte deixa de ser vtjda
;Jj
Essa situao pode ser visuatizda nos irsqueios a gs de corpo
transparente, nos quis possvelenxergar o gs liquefeito.
6.2. Lei de Gay-LussacSe voc encher um balo de borracha (do t
ipo usado
em estas) e deix-lo por algumas horas na geladeira, verque o
volume do balo diminui com o resfr jamento. E, reti_rando esse balo
da geadeira, notar que o volume dessebalo volta ao inicial.
Reriaiefto
- i )\ r l4,r"".-.". tt
vamos imaginar, gora, o aquecimento de determinada massa de gs
mantido presso constan-te. Tata-se de uma transformao isobrica (do
grego: bo, igual; bos, presso). No cilindro repre_Sentado abaixo/
notamos que, aumentando-se atemperatura do gs, seu volume tambm
aumen_ta, dando resultados como os mostrados na tabelaa seguir.
Irnomao isobic
NascL em Saint Leonad, Fana,em1278, faleceu em paris, em
1850.Fez importante! eudo5 sobre a x-
ReaDou tambm a sntej da gua,vencando qusempe 2volumes
dehidrognio5econbinam com 1 volum de oxgnio. A s implktdadedesa
relao evou Cay-Lu55ac dercobrta das teis das aes emvo umes gasosos/
qu elddenos
Capititlo l2 "
EsruDo Do\ casEs 283
-
emperatura (I) (em kelvins) volume (1, (m mL)100 200 2200 4AO
2300 600 2400 800 2
Observamos assim que dobrando, trpl icando etc. a temperatura
absoluta do gs, seu volumetambm c{obra, tr ipl ica etc.,
permanecendo constante, porem, o quocrente ;. Por isso dzembs,
mate-maticamente/ que a temperatura absoluta e o volume so
grandezas diretamente proporcionas. Dessasobservaes, vem o
enunciado da lei de Cay Lussac:
Sob presso constante, o volume ocupado por determinada massa
gasosa direta-mente proporcional sua temperatura absoluta.
Desse enuncado resultam as seguntes representaes:Rpesento
matemtiG
Na tabela abaixo, podemos observar que a rclao +
constante.
: consmnte
t
9
2
v, =v.T, T.
.3, Lei de CharlesVoc j deve ter ouvido falar que a presso dos
pneus de um carro aumenta em dias muito quentes.
Voc sabe, tambm, que muito perigoso aquecer recipientes
fechados, mesmo quando "vazios". Naverdade, um recipiente "vazio"
contm ar e/ou resduos de produto. Quando aquecido, a presso
docontedo aumenta e o recipiente pode explodr A lei de Charles se
aplica a situaes desse t ipo.
Vamos imagnar, gora, o aquecimento de determnada massa de gs
mantido a volume constan-te. Trata-se de uma transformao
isovolumtrica (ou isomtrica, ou isocrica- do grego: iso,
igualjcoros, volume). No cl indro representado abaixo (agora com a
tampa "travada"), notamos que, aumen-tando-se a emperatura do gs,
sua presso tambm aumenta, dando resultados como os mostrados
natabela a seguir.
Iransormao isomlrica
Fskoffancs, nasceu em Beaugen.y, em 1746, efa eceu em Ps,
em1823. PesqusoLr a expansodosga5s para fabricar lermmo! deprccito,
chegando sm ique
284 Qumica Ceral
-
Na tabela abaixo, poclemos observar que a razo 4 constante.T
emperatura (I) (em kelvins) Presso (P) (em tm) auocrente +100 3
0,01
200 0,03
300 0,03
400 12 0,01
Obsevamos assm que dobrando, triplicando etc. a temperatura
absoluta do gs, sua pressotambm dobra, trpl ica etc., permanecendo
constante, porm, o quociente +. Por isso dizemos, mate-
lmaticamente, que a temperatura absoluta e a presso so grandezas
diretamente proporcionaiS. Dessasobsevaces- vem o enunciado da lei
de Charles:
Sob volume constante, a presso exercida por uma determinada
massa gasosa dire-tamente proporcional sua temperatura
absoluta.
t
P':P.T, T.
PTa
rt
Este enunciado pode ter as seguntes representaes:Represento
matmli.
ou
: constante
:W'a: : , :1 . , : : : . : : : : : t , : ,
As duas ltims leis foram concludas independentemente por
Cay-Lussac e pof Chales- Por esse motivo,alguns livros chamam a
penltima le;de primeira lei de Chrles-cay-Lussac e, a itima, de
segunda leide chales-Cy-Lussac.' l ' . i : , . : : : . . i ) t
'
Resumindo as transformaes e as leis que acabamos de estuda,
temos:
f
lsovo umt ca ou isomirica ou isoc ca
Captulo l2 "
EsruDo Dos casEs 285
-
atTI EQUAAO GERAL DOS GA5E5
Reunindo as trs frmulas vistas nas trs leis fsicas dos gases,
chegamos frmula matemtca:
= conante
que a chamada equao geral dos gases. Note que ela s vl ida para
urna massa constante de ummesmo os.
CONDIOS NORMAIs DE PREssAO E TEMPERATURA (CNPT)
P.V. P"V" PVT.T,--T
EPor definio, chamamos condies normais de presso e tempeatura
(CNpT ou CN) a:
Presso: 1 atm : 760 mmHgTempemtura : 0'C: 273 K
usual indicarmos o gs nas condies normais por yo, P0 e Io.
EE TEORIA CINETICA DOS GASES
Essa teoria procura dar uma idia da estrutua interna dos gases
(de como um gs ,,por dentro"),criando um modelo que possa explica I
os fenmen05 e as leis expedmentais mencionadas anteiormente.
Em l inhas gerais, a teoria cintica do5 gases diz que:. Todo gs
formado por partculas minsculas (tomos,
molculas, ons) em movmento l ivre, desordenado ecom alta
velocidade. Esse movimento denominadoagitao trmica. Por exemplo, a
velocidade das mo-lculas do ar, nas condes ambientes, de cerca de1
.400 km/h. A maior ou menor temperatura de um gs a medida do maor
ou menor grau de agitao trmi-ca de suas partculas.
. As partculas de um gs esto muito afastadas umas dasoutras,
isto , o espao que elas ocupam desprezvel emface do esplo "vazo"
existente no estado gasoso. Por exemplo, o volume prprio das
molcu-las do ar, nas condies ambientes, cerca de 0,1 Eo do volLlme
ocupado peo ar Tal ato explicapor que os gases tm densidades baxas,
podem serfaci lmente comprimdos e se mstum commuita facilidade. Alm
disso, estando muito afastadas, as partculas se atraem muito pouco,
oque explica a expanso fci l dos gases e sua grande di latao com o
calor
. As partculas de um gs se chocam de forma perfeitamente elstca
entre si e contra as paredesdo recipiente que as contm, isto , sem
perder energia cintica e quantidade de movimento.lsso explica
porque o movimento das partculas perptuo. Alm disso, fci
lcompreenderquea presso exercida por um gs dentro de um recipiente
resulta dos choques de suas partculascontra as paredes desse
recipiente- Por exemplo, dentro do pneu de um automvel, o choquedas
molculas de ar que mantm o pneu cheo; e tambm se percebe que a
presso exercidaem todas as direes.
. As molculas no exercem foa umas sobre as outras, exceto quando
coldem. Entre as colses,apresentam movimento retilneo e uniorme.
sso equvale a desprezar as foras gravitacionais eas forcas
intermoleculares.
O.',9
.0o
''i ::g
o
!
9
246 Qumica Ceral
-
PERFEITO
Cs perfeito, ou gs ideal, sera o gs que obedeceria,
rigorosamente, s leis e frmulas estudadasneste captulo, em
quaisquer condies de presso e temperatLrra; e tambm deveria
encaxar-se peei-tamente no modelo descrto pela teoria cintica. Na
prtca tal 9s no existe.
Os gases comuns, que chamaremos de gases reais/ sempre se
afastam do comportamento de Ltmgs perfeto, principalmente a pesses
muito atas e/ou temperaturas muito baixas- Nesses casos, ovolume
dos gases se reduz bastante, e as partculas se avizinham, passando
umas a interfedr no movi-mento das outras. Como conseqnca, o
compotamento dos gases passa a se afastar da teora cintica,
Desse modo, podemos concluir que um gs rea se assemelha mas ao
gs perfeito medida que apresso diminui e a temperatura aumenta; em
outras palavras, o comportamento de um gs sertanto mais perfeito
quanto mais rareeito ele estiver.
AIVIDADES PRTICAS
9
3
a
-
No cher nem e:pedmente subttn(ia3 desconhecdas,-
Cuidado
-
b)
d)
o
Sob temperatura constante, o volume ocupado pordeterminada massa
gasosa _ proporciona sua
sob presso constante, o vol!me ocupado por determinada massa
gasosa _
proporcionat sua
sob volume consiante, a presso exercida pof determinada massa
gasosa _ proporcionat sua
condes norns de pre$o e temperatura (CNPT) cotrespondem presso
de_e temperaturade-o!- .Aier'a cinlca diz que os gases soomads por
pequenas
_ em movimento_e com atta
Cs perfeito o! o que obedece s -
ricas dos gases em quaisque r
9 Vnte litros de gs hidrcgniofolam medidos a 27 "Ce 700 mmHg de
preso. Qlaser o novo volumedo gs, a 87'C e 600 mmHg de preso?
Vamos aplicafa equao geraldos gases:
importante lembhrque nessafrm!la a pessoeo volume podem ser
usados em qLiairquer unidades, a temperatur4 ontudo, ser
obrigatoriamen-
13 (F. M. Pouso Alegre-Mc) Asina e a altemativa coreta.Ao tarr
de viagem, o motorista calibrou os pneus de seu.er.ulo. o lo(dnoo
no,e. int1r. , ct f dF prFs
-
'16
2. Do enado I paa o enado 2 a pesso connante (2 atm) e, enro,
temos:
V:v. -
4 =i = ,dooKlT, f . 300 L t ' I
Essa (600 K) a temperatua durante a compres-so isotrmica, e no
seu final o prpio grico
(UFC-CE) O gfico abaixo ilunra o comportamento referente variao
da pesso, en funo do vo une, deum gs idea, temperatura
connante:
q
r
j
2.400
17
7, l l l l l l5 )7 19 21 2J 25 2/ |Analise o grico e assinale a
alternativa coeta.a) Qlandooqs compimido nessas condies, o pro
duto da pressao pelo volume pernanece constante.b) Ao compdmr o
gs a um volume coespondente
metade do volume inicial/ a pesso diminui por
c) Ao dminrira pre$o a um valor conespondente a ]3da presso
iniciai, ovolLrme dinnui pelo mesmoator
d) ovolumeda amostla do gs dup ca, qLrando a pres-so fnalfor o
dobro da presso inicial.
e) Quando a press aumenta por um fator corcspon-denteaiplda inc
ia l , a razao I sersempre
'9, .V
(UFRCS-Rs) Considere a guinte anomao q!eocoFe com uma amostra
gasosa de massa "m" pesentandocomportamento de um gs deal.
O grfico q!e me ho rcpresenta essa traisfomao :
(3; 2 250)
Capulo l2 EsuDo Do\ cA\Es 289
l8
a\
(Unb DF) os pneus de um veculo em movimento "etquentam",
melhorando sua adencia ao piso.5!pondoque no hajavar iao n vlmedo
arcont ido n pnu,o { t r ; .o o.e phr rep.F."n d. \dnd"o d p." dono
eu i - lr io Fn un,aoddrpperarukdb.ouo.
"'7,"\,19 Reduza s condies normaisde pre$o etempera
rurd 38 L d" ( or q- okn rpdrdo. d 2/ C presso de 720 mmHg.
Reduz um gs s cond es normais significa calcu ao novo volume que
o gs ir ocpar nas condies.omais de pre$o e temperat!ra.
b) 200,0 mL d) 20,0 mL(Vunesp) Sequndo a lei de
Charler-Gay-Lu5sac, manten-do
'F d pressdo on,rdnF.ovol l ro, ,pddopo -T9j .aumenta
prcporcionalmente o aumento da temperatura. Considerando a leoa
clntica dos gases e tomndcomo exemplo o 9s hidrognio (HJ, coeto
afimaque este compnament est relacionado ao aumento:a) dotamanho
mdio de cada tomo de hldrognio (H),
devldo expnso de suas camadas eletrnicas.b) dotamanhomdodasmolc!
lasdehidrognio(Hr,
pois aumentam as distanciat de ligao.do r . f d-ho m;dio dd.
mot; , Ltd\ dF hidrog;nio (H. .pois aumentam as interaes entrc
els.do nmero mdio de padculas, devido quebra dasliqaes entre os
tomos de hidrognio (H2 J 2 H).da.di \ ldr , rd ed".
"n re d\ o le, u ld\ " hrdros;fio (H:) e das suasvelocidades
mdias.
t
P"V 720. .a 760. V"\ (127 + 273) 273
vo: 24,57 L (CNPT)
20 (F. M. Pus Alege MG) Um gs ocupa um vo ure de200 mL a uma
prcso de 380 mmHq a uma tempeEtura de 27 "C. Seu volume nas condies
normais de tem-peatura e presso se:) 91,0 mL c) 9 '10,0 mL e) 2,0
mL
PV
21
c)
e)
-
22 (UFU-MG) a atmoea composta por urna camada degases que se s
tuam sobre a superfcle da etra.lmediatamente acima do tolo ocre lma
rcgo da atmoeraconhecida comotropefa, na qua ocorem as nuvens/os
ventos e a chuva. Ela tem !ma altura aproxmada de10 km, a
tempeatura no seu topo de ceca d 50 "Cesua presso de 0,25 atm
(ddo:0 kelvn: 273 "C).\e u n bto r r \ "nr" d d rd\ p . .o. . , h-
io (o- g, .hlio at um volume de 10,0 L a 1,00 atm e 27,0 "c solt, o
volum desse bal, quando chegar ao topo datrpoera, ser de:a) 40,0
Lb) 74,1 L
a) 3Lb)41
c) 25 mLd) 250 mL
e) 333 rL
.) 36,3 L e) s2,s Ld) 29,7 L
23 (PUc RJ) A cada 10 m de polindldade a pressao sobreun
mergulhador a! menta de 1 aim com relao presso atmOica. sabendo-se
disso, qual seria voLumede 1 io de ar (comportando se como um gs
iclea )inspirado pelo ne.g! hadorao nveldo mar, quandoeleeive$e a
30 m de profundidade?
24 (UFF-RD Num recipiente com 12,5 mL de capacidade,es contida
cefta anrostra gasosa cuja massa exercra u mapreso de 85/0 mmHg,
temPerat!la de 22'C. Quan_do ese recipente fi transpotado com as
mos, sua tem-peratura elevou{e paa 37 oC e a preso exercda
pelamassa gasosa pa$ou a ser de, aproximadarnent:a) 0,24 atm c)
0,95 atm e) 2,00 aimb) 0,48 atm d) 1,50 atmDe !m gs, 500 mLoram,
inicialmente, medidos pretso de 650 mmHg e temperatura de 73 'C
abaixo dezero. A seguir, o vlume do gsfoi reduzido a 400 mL ea
tenpeatura oi elevada a 127 'c. Pede se a prcssofinaldo gs m
atmoeas.(EEM-SP)Uma deteriinada massa gasosa, continada em!m
recipiente de vo ume igual a ,0 l- est s!bmenda alma preso de 2,5
atm e sob temperat la de 27'c.Quando a pesso eLevada em 0,5 atm,
nota se umacontrao no volume de 1,0 L.a) Qual a temperatura em que
o gs se encontra?b) Que lp de iranoaao ocoreu?
25
26
27 (UFC-CE) O gftfico aorado representa umpro.esso cclico
(cicLo)a que submetdo !mgs ideal.Analise o. A opo emque aparece a
corespondn.a das etaPasnlmefadas ( l ,2,2;3 e 3 r l ) , com suas
respecuvasdenominaes, :a) isobica, adiabtica e isotrmlca.b)
isovoiumica, isobrica e isotrmica.c) isovoLumica, isotrmica e
isobrica-d) isotmica, isobflca e isovo[imirica.e) isovolumt ca,
isob ca e adiabtca.
28 (Faap 5P) De !m ertad inica de 21,1 atm e 300 K, umgs
perfeito submetido a uma expanso isobica atdupl icar seu volume. Em
seg!da, comprimidoisotemlcamente at seu volume oiqnal. Calcule a
tem
290 Qumca Ceral
29 (UFc-cE) considere ogrco ao lado, rcprcsen-tatrvo de um
processo.clico para um gs ideal.Das afirmativas abaixo,maque a opo
coeta:a) Na etapa I ocoe
uma expanso ada-
b) Na etapa locore uma expanso sotmi.a.c) Na etapa ll ocore uma
compre$o isobrica.d) N' etdpd lv o, r" , d odn5o or'r ,e) Na etapa
coe uma expanso isbrica.Obseno\o. Ad"ad t e dt dn. lo 'nd\do er . o
q; \no cde nem ecebe calrdo melo abiente. O 95 de-ver estat
portanto, em um recipiente termi(mentisolado (como, por exemplo,
uma gaffafa trmica). Emgeral, em uma tranormao adiabtica, o 9s se
aque-ce seor comprmido e se reria sesofrer uma expans(fato que
aprovetado nas geladeirat.
30 (PUC-sP) Uma aost6 de gs oxlgn o (O,) a 2s 'C eem um
recipiente echado com um mboLo mvel. Indi_que qual dor esquemas
abaixo mdhor representa umproceso de expanso isotnrica.
peratura dgs d!ntea compresso isotrmica e a preso poele atingida
ao seu finaL.sugestor Conn.ua o grico cnespondente ao pro
a)
L-l-..] -,-"-' I - -8
t
B
!
:
@.
o J__.Jnrn. '1" {S
-s-Bl - ^e--9 Loo
e)
610 Qoo Y-
aq,E-*8
IE
-
LEIS VOLUMETRICAS(LErs QUTMTCAS DOS
DAs REAES QUMICAsGAsES)
As leis fsicas dos gases que vimos nas pginas 282 a 285 deste
captulo (leis de Boyle-Marotte,Cay-Lussac e Charles) se referem s
transformaes fsicas sofridas pelos gases. Agora vamos conside-rar
as chamadas leis volumtriaas, que se referem aos volumes dos gases
que participam de umareao qumi
-
Damos a sequir uma vso esouemtica dessa lei:
.
-1,.
,,;:tt;;i";!!
t".ir;
@e@D
@D @
IP, V T)
ffi,, @-.&' &, '*"
r no.ula!deHr rno.uls.1.( : ( ) , r i jo l l l ls de C,
rVol!fies guas, de gases dierentes, .o ocdos m.ndis dntces de press
e lempefllra, encetram sentpreo nresno nmeo de mocl las Noe
neslecasoque-5
O volumes de hidrognio + O volume de oxignio -
@ volumes de vapor de gua
@ volumes inicais @ volumes f inais
De fato, esquematicamente temos a seguinte situao:
t
Pode parecerestranhoofato de caberem, em um mesmo volume, o
mesmo nmero de molculas,j que exstem molculas maiores e outras
menores. No entanto, lembre-se de que, no estado gasoso,a distncia
entfe as molculas to grande que podemos desprezar o tamanho (maior
ou menor) dasprpras molculas (teoria cintica, pgna 286). Fazendo-se
uma comparao grossetra, se a o mes-mo que trocarmos 100 moscas por
100 pssaros dentro de um espao como o Maracanzinho emtermos de
ocupao do espao, no haveria diferena signficativa.
Essa lei explica facilmente a contao de volume que ocorre, por
exemplo, na reao de forma-o do vapor de gua, mencionada no 2q
exemplo do item anterior, na qual temos
t*,,rn%
*rP,,i!'i @@
@
& : f f ia,fit
! l '
@ vo lmes devapor d s!com 3 molcuas cd. o! sla,
t-r.. -@ volues de h d'os. o
cm 3 moc!as cada, ou sela,
! -a
O voume de oxqi lo com3 mo cllas ao todo.
Eimportante notar, no esquema anterior, que a proporo dosvolumes
(2:1 :2) acompanha a propor-o dos nmerostotais de molculas (6:3:6).
Ceneralizando, podemos dizer que, nas reaes entre gases,se os
volumes forem medidos nas mesmas condes de presso e temperatura,
notaremos que:
. quando os nmeros totais de molculas so iguais, antes e depos
da reao, o volume gasosototal no vaia durante a reao;
. se, porm, o nmero total de molculas aumentar ou diminur
durante a reao, o volume gaso-so total i, tambm, aumentar ou
dimnuir na mesma proporo; desse modo, so explcadas ascontraes de
volume mencionadas no item anteriot
;ffi ,,'9,,,
292 Qumica Ceral
-
fr.:,i-'.i;,;iAs eis volumtri(s, e especia mente a leideAvogdro,
foam rnulto irnportantes par o desenvolvimenIo da Qumica, pois elas
mostraram a necessidade de se admltir a existncia de molculas,
specialmnteas molcul! das substncias sirpls (H2, N,, O,, Or etc.).
Por isso diz-se que as les volumtricas amplia-ram a teoria atrnica,
dando oriqem teoria atmico'molecular clssica.
EXERCTCTOS
Execido resolvldo31 Verifiq !e se obedecem s eis volumtrlcas de
Cay Lusac os seguintes vo ! es q ue pairicipam de u ma eao q u im
ica
e queforam medidos em condies idnticas de preso e de
ternperatura:1,3LdeN: + 4,08LdeHr . . . . . . . - 2, /2LdNH,
Dadaapropoo1,36:4,08:2,T2,vamosdiv ic l r
todos05vaoespelomnorderestr , :g1"t" ,"-orf , - -z l .
t
!
3
32
Como esa popor de nmeros lnreiros e peqlenos, eno comprovadas as
les volumtricas d Cay Lusac.
Verlca{e, erperlmentalmente, que 32 mL de gs metano queimam ao
reagi com 64 mL de oxignio, pfoduz ndo, emconseqncia, l2 m L d.95
.arbn c e 64 mLd vapor de igua. sses dados comprovam as leis
volumtficas de Cay Lusac7(Faesa 5P) Considerandd''ao 2 NO O,
-
2 NOr, eretuacla a prcsso e temperatura consan.es, pooeo5a r d
qu durdnl" d
-d\ ;o pe r . ' - cr ' on. dr l - ' :a) a mass e o vum ttis do
shtema. !t o vo lme toa e o .lmero rotal d mole.! as.b) a masa
totle o.umeo ttdld moleculs
-,/ e) o vo lme totq!! qmeq totllde toTos.q 4 ;sa toleo.umero
ttald atomosEredcio re$olvido34 Dada a equao qumlca: Nr + 3 H2
-
2 NHr, pedemje:a) a propoo volumtrlca,b) o volum de NHr obtido a
part rde 25 L de Nr, supondo ambos nas mesmat condiet de preso e
temperatu
a p opo \do vorurF r i d - l .21. p. , . . * 0", o- c o,ooo,,o
do., .r,e. dd eoJcdo
b) Da equaAo dada, tiramos:.ot-ad"N
_ r \oume,dF\H I f ^ . .25ldeNr
- \ |
33
35
37
36
3a
Dada a equao:2 Cl ,O, -
2Cl. 5 O1, pedem{:a) a prpro vo umtrica;b) o vo ume do oxignio
obtido a part de 12 L de CtzO, ambos a P e lconsiantes.2 tros
deoxignio (O) tanormados em ozonio (OJ, sob presso e temperatLrra
connantes, prcduziro, aproxlmadamentela) 1,0 L b) r ,3 L c) 1,5 L
d) 2,0 L
) 1,0 L(UMC-sP) Se uma amostB contn 100 moculas de gs hldrognlo,
para que haja a reao q!m.a:2 H2+ a,
-
2 H,O, quanlas moculas de oxignio so n.esrias e quantas molc!las
de qua so produzidas?(Ufes) N!m sstema a uma determ nada pesso e
temperatura, dot gases, e 8, inodrr e lncoores, reaqem entle
snaproporo de I volume de,4 para 3 voluner de 4 geando 2 volirmes
de !m gs itritante, c.Quand 3 vol!mes do gs,4 e 6 vo !mes do gs
8orem s!bmetids s nesmas condies, o volume final do sistema
ser:
a) At eis vo umticas dizem respeiio aos dos gases que -
de lma reao qumlca.: ::' b) Na metma prcsro e temperaiura, os vo
umer dos reagentei e dos produtos qasss de uma reao ormam, I ua
proporo e de nmeros
-
e -.
cl N m\m, psao tmpea l! volumes lq lais de qases diferen les
_
msm n mr d
Captulo 12 r EsuDo Dos casEs 293
-
EXERCICIOS COMPLEMENTARES
19 (Fuve 5P) Em um artigo publicado em 1 808, cay-Lussacreatou q
ue dois volumes de hidrognio reagem com umvl!me de oxigno/
produzindo doisvolumes de vaprde gua (volLrmes medidos nas mesmas
condies depreso e temperatun).Em outro adigo, pub icado en l8l l,
Avogadro anrmouque volumes guais, de quaisque gases, sob as
mesmascondies de presso e temperatura, contm o mesmonmero de
molculas.Denrre. r-pr-," tdroe\ dbdi\o. d quesr de aco;do com o
expoo; cm '' = idro8fias fmulas moleculaes atuais uo tri i,', .
!iEl!l!-drogni e do oxlgno :
b)
c) [ r.far -;
L-r 11, il l !
f . ; lr ' l . ' l
40 (Unicamp 5P) O princpo de Avgdro estabel-.ce quel"gases
q!aisquer, ocupandomas condies de temperatu.a e preso, contm o
esmo nmem d mo.ula'. considee vollmes igLraisdeCqCOz, C:H{ e Hr,
todos mesma temperatura e prcs-so. Pergunta-se: onde h maior
nmerode tomosd:
c) hidrcsnio?l!ifique suas rspoas.
4r (PUC PR) ApLicando a le de cay-Llsrac, das combina-es pn
vlurF. qudl d , onrr . d m . o lue ,p"n-mentada na reao abaixo,
mantendo-se constantes ascondies de presso etemperatua para os
eagentes eprodutos, todos gasosos?
Nr + 3H2 =- 2NHra) 100% c) 50% e) 20%b) 0% d) l0
!
(Fuvest sP)l .2NO + O,
-
2NO2l l .CO + Or
-
CO,+O:l l .N7 + O,
-
2NO
v so, + 1o, t so.) 'Bto eprcsentadas aclma quato rees em fase
gaso-sa. Q!ais delas causam variao de prcso quandoetetuadas em
rccipientes fchadosT
a
e
j
c
a) le l lb) le l l l
e) l le lVd) l le l l l
43 (UF5E) Em uma expedncia, verificou se que a decom,posio de 2
L do compoo AsC{", gasoso, prcduzu Asslid e 3 L de c!gasoso. Qualo
valor de ? (Dados: osvolumes gasososforam medidos nas mesmas
condies
a) l c)3 e)5b)2 d)4
VOLUME MOLARDe um modo muito amplo, chama se volume molar o
volume ocupado por 1 mol de uma subs,
tncia qualquer, em determinadas condies de presso e de
temperatura.E interessante notar, porm, que o volume ocupado por 1
mol de um slido ou de um lqudo vada
muito de uma substncia paa outra. No entanto, o volume ocupado
por 1 mol de qualquer gs sempreo mesmo, em determinadas presso e
tempemtura. E fcl entender esse fato, pois 1 mol contm sempreo
mesmo nmero de patculas; nos gases o mesmo nmero de partculas
encontrado em volumesiguais (a P e constantes). Conseqentemente, 1
mol de qualquer gs ocupa sempre o mesmo volume,que o chamado volume
molar. Assim, vem a definio:
Volume molar (yM) dos gases o volume ocupado por 1 mol de
qualquer gs, emdeterminada oresso e temoeratufa,
O volume molar independe da natureza do gs, mas varia com a
presso e a temperatura.Verifica-se experimentalmente que, nas
condes normais de presso e temperatura (CNpT), o
volume molar 22,4 L/mol:
294
YM : 22,4 L/mol (CNPT)
Quimca Ceral
-
Esse volume corresponde ao de um cubo com aresta
aproximadamenteigual a 28,19 cm.
Para calcular o volume molar em qualquer outra condio de presso
etemperatura, bastar aplicar a equao geral dos gases. Por exemplo:
qual o volume molar a 700 n]'mHg e 27 "C?
PV P"V^ 700.V 760. 22.4-
V:26,7LlmolT ro 300 273
O usual, no entanto, falarmos no volume molar nas condies
normais tanto que algunsautores chamam de volume molar apenas o
volume de 22,4 L, que s se aplca a 0 'C e 760 mmHg.
Com o conhecimento do volume molar dos gases, podemos perceber
como enofme a dferenade volume de uma mesma quantidade de uma
substncia, conforme ela esteja no estado slido, nolquido ou no
gasoso. Por exemplo, nas CNPT, 1 mol (sto , 18 g de gua) ocupa
praticamente: 18 mLno estado slido; 18 mL no estado lquido; e
22.400 mL no estado gasoso. Noe que este lt imo umvolume cerca de
'1.245 vezes maior que os dois primeiros.
por isso que nunca devemos aquece sidos ou lqudos em recipientes
fechados; a passagembrusca da substncia para o estado gasoso pode
sgnicar uma exploso violenta.
EQUAAO DE CLAPEYRONFovisto na pgina 286 que, para uma massa
constante de um mesmo gs, vale sempre a relao:
PVT
: constante
lsso signif ica que, por mais que variem o volume (y), a presso
(P) e a temperatura absoluta (), afrao { permanece constante.
Matematcamente, essa idia pode tambm ser traduzda assim:'T
PV PV _
PV) P.V 4_Y. _.^" . , , . , "
t r r -1, iVamos ento calcularo valor dessa constante, supondo
que t ivssemos l molde gs nas condies
normais de presso (Po : 1 atm) e temperatura (Io : 273 K). J
sabemos que 1 mol de qualquer gs,nessas condies, ocupa o volume
molar (yo : 22,4 litros/mol). Conseqentemente, teremos:
PoVo 1 .22,4 : 0.082 atm .L
Ta 273 mol.K
Esse valor (0,082) constante para I mol d quaisquer gs, em
quaisquer presso e tempera-tura (relembre que, se P e Ivadarem, y
ir tambm variar, 625 !L permanecer constante). Por esse
Tmotivo, o valor 0,082 recebeu o nome de constante universal dos
gases perfeitos, sendo representado habitualmente pela letra R.
Ceneralizando, diremos que:5e pard I molde qd5, temos P-L R,
enlao:T
PV. para 2 molr de g:, leremos 2R
. odra 3 mols de oas- L"r"rno, PV J/l'T
.PV. pard n mol5 de gs, teremos f
- nR
Desta ltima expresso conclumos que:
PV : nRT
Captulo 12 . EsuDo Dos casEs
I
q
i
&
Fico rancs, nasceu en Pris, em 1799, ealeceu na msmacidade,
em'1864. Projetou edirigiu a consuo d vias feroa5. Conhibuiu mito
para o desenvotuimnto da Termodina-nica, lendo complementado os
tabalhos de Carnot sobre ojfaiores envo vidos na produo da enegia
necnca plo or
295
-
Esta equao conhecida como equao de Clapeyron ou equao geral do5
gases ou, ainda,equao de estado dos gases e, evidentemente, s se
aplica aos gases perfeitos.
Tendo em vista que: n: 11M
podemos tambm escr.""u ," "*,;,
Pv: +RT
Nestas expresses, temos:P : presso do gs;Y
-
volume do 9s;n: quantdade de_qas, em mols;(4 ma5sa oo gas, em
grdmas;= masi molar do qs;R : constante universal dos gases
perfeitos;I: temperatura do gs, med;da na escala absoluta ou
Kelvin. muito importante, no entanto, observarmos o seguinte:
quando calculamos R, encontramos o
valor 0,082 usando a presso em atmosferas e o volume em l i
tros. Se adotarmos outras unidadespara P e y, evdente que R assumir
valores dferentes; de fato, vamos rpetir o clculo da pginaanlror,
sempre (onsiderando I mol de gs:
t
PaVo _
1 atm. 22,4 LTa 273 K
PaVo 760 mmqg. 22,4 LTa 273 K
P"v., 760 mmHq 22.400 mLT^ 273 K -
0224 n1
= R: 0,082 atT ' ; !
R = 62.3 t tHg'Lmol .K
R = 62.300 mmHg'mLmol.K
9
2
3
c
No Sistema Internacional de Unidades (Sl), isto , com a presso
em pascals (Pa) e o volume emmetros cbicos (mr), teremos:
PoVo 101 .325 Pa . 0-
R : 8, i14 Pu ',Tlro 273 K
Note que R constante mesmo quando se traca o gs; mas seu valor
numrico muda, semdvida, de acordo com cada unidade.
eviclente que iremos usar este ou aquele valor numrico de &
dependendo das undades uti l iza-das no problema que iremos
resolverj se a presso for dada em atmosfeas e o volume em
litros,usamos R : 0,082; 5e a presso for dada em milmetros de
mercio e o volume em l i tros, usamosR = 62,3; e assim por
diante.
Sem dvida, a equao de Clapeyron a equao mais complet que existe
para os gases perfetos.Ela, sozinha, substitui todas as frmulas
vistas at agora; alm disso, essa equao representa, sem dvda,o
melhor caminho para se transformar massa em volume gasoso, ou
vice-versa. Por exemplo: qual ovolume ocupado por48 g de metano
(CH!) a 27 "Ce1,64 am? (Massas atmicas: H :1; C: 12)Retoluo:
Pv- mRI t6.M I .Y ' " .0,082.100 J 45Ll
Note que utilizamos R : 0,082, uma vez que a presso foi dada em
atmosferas; em conseqencia,o volLrmefinalresultou em l i tros.
Enfm, o princpal cuidado na uti l izao da equao de Clapeyron
tertodas as grandezas em unidades concordantes com as unidades de
R.
296 Qumica Geral
-
Volume molar de qualquer gs ovolume ocupado por u _ do gs em
determinada
-.
N2, cond(de\ no'adr(. sPU vdlo p _
A constante universa dos gases perfeiros, usutmenre indicada por
_, o vatof de
_ paa
de q!aquergas.
observao: Utilize as massas armics quefoem necesrias, bem como
os vaiorcs do votume moar e da connante .
44 Qla o volume ocupado por I 9 9 de flor (F) a 27 .c e 't ,64
arm?
Anasaatmicadoelementof lort9u.Podanto,amassamolafdoFz:2. j99:
j8q.Apt icandoaequaode( ldpey on. .mo.
p\ nRr -
I ,4.1 :9- .o, lv.1)2, ) / ,Mt8assim sendo, carcuramos:
tr;;,1Clculo do volume do lor nas CNP:
rol o | J8 q -
,,,,,a L r( NPn Ilq
- vo I
Yo l l '2 dPE ' \ f l \
anormao do volume para as condies pedidas no problema:P.V" PV |
11.2 1.64 Vo T 273 (273 + 27j
Corciuror em quase todos s problemasdee ripo, h doiscaminhos de
rcsotuo apticaje diretanente a equaode capeyron ou usa se o votume
motar e a retao l[ = + . o sesunclo cam nho tem lantaqem quando o
voru met I ,do gs dado (ou pedido) nas mesmas condies de presso e
temperatLrra em que se enconrra o votume motar
45 (FEl5P) Nas condies normais de prcso e tempeatura (CNpT), o
votume ocupado pr 10 g de monxido de carbono(co) de:(Dados:C = '12
u, O : 16 u e vo une molar = 22,4 L.)a) ,0 L b) 8,0 L c) 9,0 L d)
101 e) 12 L(N,lackenzie-sP) Nas CNPI um mo de dixido de nttrognio
(NO,) ocupa 22,a irros (ma$as mtares, em g/mot: N = 14,o = 'l). O
volume ocupado por 122 g de NO:, nas mesmas condis, iqual:a) 1s6,8l
i t ros. b) 268,8 i t ros. c) t4tTtrroj O1OOo tros. e) t j ,9 t i t
rs.(Ucsal BA) Qle volume ocupam 100 nols de oxignio nas cond es
ambiente de temperarura e prcsso? (Vo/ume motarde gs nas condies
ambienre d remperatura e presso : 25 Vnot)
b) 2,5 L c) 2,5 ro' : L d) 2,5.10'L e) 2,5 . l0 ' L
,A Qual a temperatura de um gs, sabendo{e que 2,5 mots dese gs
ocupam o volume de 50 L pre$o de L246 mmHgna eferida iempeatu ?
Usando I : 2,3, j que a pesso est em mmHg e o votume em ltos,
renos:PV=nRr
-
r= PY :1.2!6: .s9 ,+ r :4ooKnR 2,5.62,3
I=o+273 + a(c):4oo 273 -F=t?r l
49 (FMlt-Mc) 8,2 litrs de u gs esi submetidos a lma pre$o de 5
atm, e do rhesmo utitizou se 0,8 mo.Cor\drd-do 4 0,082 jq
. idt ,utdr.udremperdturd.
q
46
a) 256 "c b) 625 'c
Captulo l2 EsuDo Dos casEs
a) 0,25 L
.) 152 "C d) 425 'C e) 532 "c
297
-
s0 (UCSal BA) A tempeEtura de 25 'C, um clindo de ao cm vo rme
disponre| de 245 L contm 5,0 molt de dixido de cabono. Queprcsso
intema eise cilindrc e supoftando? (Dados: volume molaf de gs a 1
,0 atm e 25 .C lqua a 24,s Umd )
b) 5,0 atm d) 15 atm51 (UFCE CE) As pesquisas sbr materiair
utili2ados em equipamentos espoivosso direcionadas emfuno dos mais
diver
sos fatores. No.icllsmo, pr exmpo, $mprc desejlel minimizar o
peso da5 blcicleias, para que se alcance o melhordesempenho do
clclista. Dentre m!tas, !ma das alternativas a ser ltilizada serla
inflar os pneus das bicicetas com o gshlio (lle), po se baante eve
e inerte combusto. [con.,un," ,niu".u dos qases: R: 0,082 j]4.
o
-^sa ,1"| - mo Kl
hllo, necssria para inflar um pneu de 0,4 L de volume, com a
pe$o coespondenie a ,11 atm, a 25 "c, sra:a) o,4 g b) 0,r g d) 1,2
g e) 4,0 g
52 (UFPE) No comcio se encontra oxiqnio, .omprimid pres de I30
atm, em c indrcs de ao de 40 L. Quantosq!iloqlamas de oxlgn o
existem no ciindro? (Peso atmico do oxignlo = l6; remperarura
ambiente: 25 "C)a) s,2 b) 2,1 .) 19,7 d) 6,4
Exrcrclo re1olvldo5l (UFRN) Umaamonade umasubncia psando 0,08 9
deoca 30cm'dea, meddosa 27"C pressode 720 mmHg.
Detrmrne a massa.norecu arda substnca. lDudo -0.082 4l !1I mol
K/
Em cerliosaparelhosde laboratrjo, mede se ovolume de um 9s pelo
"des ocamento" dearquee e prodlz. Nesta qus,os "l0 ctnr de
a|,'derlocados correspondem ao ppriovolume do gs em estudo. Pela
equaode Clapeyron, remos:
t ! .a, f : j : | i9" f -0.0.8 ooat. , , , , , , ,M \/u/ \ r
.00u/ MAsim, M
-
e,24 g; portanto, a njarsa molecular igu at a@,u;1.Veja que
dividimos 720 por 70 para converter a preso para atm e divdimos 30
por 1.000 para conve{er o volumepara litros, em espeto s unidades
de R.
54 (Cesqranrio-Rl) Um estudante cletou 0,16 g de um determinado
gs, a 300 K, em um reclpienr de 150 mL, e vertficouque a prcso d gs
de 0,164 atm. (Nta: consdere o gs ideal.) A parrlr desses dados,
pode se afirma que a massanolecula dese gs :a)2 b)8 c) 16 d) 32 e)
l0
55 Qual o nmero de moculas exstentes em 5, L de um gs qualque,
medido na5 condiet normais de prcsso e
Podenos estabelece a sguinte regra de ts:I mlo,upd,r2.4 | r (
\Dn o.02 O' ne uld
\ -
1,5 10" moleculas5,6 L (CNPT)
56 Calcule ovolume (em mL) ocupado por 3,01
.10:rmolcuasdqsamnia(NHJnasNPrExec.iit,i;ii'Fi;'57 (UMC-SP) Calcule
em que tempetua (em oC) 3,9.l0'" nrolcu as de metano (l mol = 1,0
g) exercem a preso
de s7o mmHs, quando ocupam o vo ume de 2o,o mL. lDados: fi =
62,a II!91, e N, : 6,02. ro'?r.mol \ )
Clcu o do vo ume ocupado, nas CNPT, pelo nmroe molc!las dado no
problema:
%: I3,73 mL (CNPT)
Clculo da temperatura pedida:= 579 2o
-
T'-zsar
I
I
3
,02 . I 0,r motcutas -
I mtocupa 22.400 mL (CNPI I
3,69.10r motcutas _ % ]
!!i : lLTu
298
E, portanto. o: 298 271 = F: 25 "c I
Qumica Ceral
-
5a (UFRCS RS) H egisaes que dteminam que seja eabelecido um
"nvel de emer!ncia" quando a concentao de monxido de caono atinja o
valorde 4,.10r lLgdecO po meo cbco de a. o se estabelecer o "nve
deemeqncia", nmero de mo.ulas presente em cada
e) 10'z,
59 Dis recipientes contm, respectivamente, 0,5 molde metano e
1,5 moLde monxdo de carbono. Sabese que eses gases eo submetidos
mesma tmperatua e pessao. 5e o volume do nretano 9 L,qlal o volume
do rnonxdo de carbono?
5o muiio comuns os pob emas que comparam doisrecipentes ou dos
gases ou dois estados, entim,duas siiuaes difentes- Eses problemas
do "tipocomparativo" podenr, en geraL/ ser esolvidos escrcvendo-le
a equao de clapeyron duas vezes,uma para cada situa , asegLir,
dividindo{e umaeq!ao pela out, para efetar o cancelamento dsvalores
gua. No caso presente, temos:. pam o metano: | (no colocamos indi-.
para o monox do I sao quars pafa os
I oo ga5e5.)Dividirdo membro a mmbr, temos:
3V n,RI V nv, n,/ -- v,
slbsti tuindo:; =E -
7=rTl,
(FEl SP) A uma dada temperatua e pre$o, um balocontn 42 g de
nltrcgnio. Depois de competamenteesvaziado, intod!z-se no mesmo
balo, mesma tem-peratura, uma certa quantidade de etlen (c2H), de
ma-neira a obtera mesma preso anterior. (Dados: N
-
14,c = 12, H = 1.) Qlala quantidadedeetileno inoduzida?
meo cbco de are aproxmadamente:a) 104 b) 10" c) 10" d) 10' '
9
30
6l
a) 22,4 gb)28s
c) 429d) s6g
e) 8ag
(FCV 5P) Dois gases ideais ocupam os bales e L Conhcendo-s as
rclaes:
V'= 2Vn.
p= 2pt
F q-e o numqo de roh dp I p isudl d 20 ' on' lurmo.
qu o nmefo de mosde:
62
a) 400 c) 0,002s e) 0,025b)40 d) l(Faap-sP) com oobjetivod
detrminara massa molecularde um gs , um pesquisador inoduziu em
umrecipientedF volu n" V, qup \F cn onrrald in
' id l nenrF vdl o,
I5,0 9 do refefdo gs observou o surgimento de umape$o 4 sob a
temperatua t A segui, ut zando outrorecipiente de volume iqualao do
pimeirq veriicou quera nece$ro inoduzi a masa de 1,0 g de H? para
que,na mesrna tempe6tlm/ fotse geada a mesma prersoobservada n pr
imeifo recipient. calc! e a massamolec! ar do qs em eudo. (Dado: H
= 1.),P-! 5P, Pdrd d rFdl . d\ ;o oe
-r e\pc i re l o \p ; 1-
cessio encher de gs un balo de I ,4 L que a 127 "C63
Captulo l2 "
EsuDo Dos cAsEs
6a
e) 627 'C
299
64
supofta a prcsso mxlma de2,0 atm. Nesascondies, qudnr ddde rd .
deq-dd pd d e1l 'e o bd o :a) l0 g de hidrog. io (H2).b) 2a g de
metano (cH).c) as g de etano (c,HJ.d) 4 g de dixdo de enxofre
(SO,).e) 78 q de acetileno (c,H).F.rF. l - \ lr
-
69 (UFR65-R5) Um extinto de ncndio contm 4,4 k9 deCO,. Ovolum
mximo de gs que libedo na atmosfera, a 27'C e' atm, , em
litrori
70 (UnifoCE) A 25 'C e I atm, verifica{e que 0,2 moi degs
carbnico ocupa 4,90 L. Ne$as condies, qua ovolume mola do gs?
a) 0,229b) 2,46
a) 4,9O Lb) 9,80 L
c) 24,6.l) 229,4
c) 11,2 Ld) 22,4 L
e) 2.464
71
e) 24,5 |
(PUc Rl) Ntrosnio (NJ tem sido erecido em algunspostos de
gasolina como uma alternativa para encherpneus/ o lugar de a (o
oxigno do r, a a tas pre$es,dimnuia v ida t i ldos pneur.
Efchelie !m pneu, na temperatu ambiente (25 oC),com nitroqnio,
de modo que todo seu volune (20 litot foi prcen.hido at uma presro
de 5 atmoseras.i Dad: n: o 082 arm L J\ mol K/a) Quala massa de N?
intoduzida no pneu?b) 5e, ao cmear a rodar, a temperatlra do pneu
au-
mentaf para 60 oC, sem qle haja mudana no reuvolume, quala nova
pre$o no seu nierior?
(UFV MC)Assinaea opo qu pode representar a va ra-o da psso (P)
como un do nmer de ml (r)de um gs idea mantendo o volume e a
temperalura
d)
c)
72
LZ
\\\
1-
1"/|
-,'
l.+-
-
) .
300 Qumica Cera'
. - . : : . t . . . . . . : .
73 (UFN/T) Um gs pode serdefinid cm !ma substnciaque se expande
espontaneamente para preenchr untsiome e competamente o recipiente
onde se enconta.Dive6as variveis podem ser usadas para descrever
eseeslado da marria/ pom a pe$o, o volume e a tempratura so
especialmente utilizados. Em reao ae$asvariveis, julgue os tns.(0)
N sistema internacna (sl), as unidades para as
vaiveis de estado presso, volume e temperaturaso respectivamente
Pa(pascl= N.m '), m'(metr tcbico) e K (Kevin).
(1) o grfico ao lado rcpesenta ocomportamento de un gs ideaa
tenperatura constante, onde
(2) Se s dos rccipientes abaixo estiverem merma P(prcsso) e
I(temperat!h), a qlantidad de matriam.4se a metade da quantdade de
matra em 8.
L '"=v \" , 2v(3) 4 molsdeumgs idea a 3,10 kPa de presoea
lma
temperatura de 298 K ocupafo um volume de4.197,0 dm'.
[ouao, n: e,:r +srz
\
2
74
76
(Cesgranrlo-RJ) 0,8 g de uma substncia no stado qaso-so ocupa um
volume de 5 mL a 1,2 atm e 63'C. A quesubsncia cnesponde esses
dados?a) o, b) N. c) n, d) co, e) ct:(Mackenze 5P) 355 q de um
ceftogs X, oc!pam 112,0 Lmeclidos nas CNPI 5e o peso atmico de
-\ 35,s u,ento o gs tem lrmula mole.!lar:a) x,. b) x, c) r, d)
x, e) ,X,(PUC PR) o nmeo de tomos de oxiqnio exstntesem I
moldeoznio(O)tenperatuade298Kel,2atma) 3,2-1A'5b) 2,24.10"
c) 1,8 . 10'"d) 3,2.10'"
e) 1,2.10.
77 (EEM sP) Um balo contm l, q de metano (cH) emdeteminadar
preso e temperatura. Qualse a ma$ade hdrazina (N:HJ a ser poa no
mesmo balo, paa,na mesma tmperatlral se ter a mesma peso? (Dados:
H: l ; C = l2 j N = 14.)(CeetepssP) 22 9 de um crtogso.upam, nas
mesmascondies de ternpertura e pe$o, volume lgual aoocuPado por l4
g de N,.Considere as sguintes subttncias gasosas e suas res'pect
vas massas moarer (M):
7A
co NO co,(s/mql) 2A 2A l0 l0
O 9s em queno pode ser:a) co: o! c,Hs c) co ou co, e) apenas
cob) c:H6 ou c,Hs d) No ou c,H6
-
(Cesgranr o-RJ) Os dois bales abaixo representados con,tm a
mesma subnncia pura na fase garosa e eno sob
d, A dr qd\o\d no ,ecipicn c qup.ontpr hrdrogenio o dobro da
assa gasosa no recipenre que
e) A preso no recipiente que contn hlio o dobroda pres no
rccpiente q!e contm hidrognio.
(PUC-5P) Um cilindrc de 8,2 L de capacidade contm320 g de 9s
oxignio a 27 "C. Um studanre abre avlvu a do cillndo dexando
escapafo gs ar que a pesso seja reduzida para 7,5 atm. Supondo{e
que a rem-peratura pemanea constante, a preso iniciaino cilin-dro e
a massa de 9s liberada sero, respectivamente:a) l0 atm e 240 gb) l0
atm e 160 gc) 6r atm e 280 gd) 2. / . \ r e 2A ge) 3 atn e 140
g(Ur)A) A re-ord urd d que oe\
-
a) Relao entre os gases iniciais e a mistura finalNo havendo
perda de gases durante a mistura, podemos dizer que:
Na mistura f inal, a quantidade total de mols a soma das
quantidades de mols detodos os gases iniciai5.
Matematicamente:
>n: n1 +n2+.. .+n)
Para o primeiro gs, temos: & yr : ,rRIr ou n : !L. Para or
demais gases, temos relaes idn-
tcas. Na soma dessas expresses teremos, para a mistura
final:
b) Situao dentro da mistura f inalVamos supor que apenas o
primeiro gs ocupasse todo o recipiente f inal, de voume ye
tempera
tura I; evidentemente, o gs 1 assumiria uma presso pr, que a
chamada presso parcial do gs 1.Disso resulta a segunte definio:
Em uma mistura gasosa, presso parcial de um gs a presso que esse
gs exerceriase estivesse sozinho/ ocupando o volume total da
mistura e na mesma temperatura em quea mistura se encontra.
No confunda a presso parcal do gs O dentro da mstu ra (que vamos
chamar por p, minsculo)com a presso que esse gs possua antes de
entrar para a mistura (P maisculo). Evdentemente tudoo que acabamos
de dizer para o gs O vale para os demas gases da mistura.
A lei de Dalton paa misturas gasosas diz que:
A presso total de uma mistura gasosa a soma das presses parciais
de todos os gasescomponentes da mistura.
Matematcamente:
PV -
(tn)RT e
.
P : p, + p, + h + . . . + Pi ou P:tp
AS PRESSES PARCIAIS EM NOSSO ORCAN15MO
PV P,V P,V.TT,T, Tt
!
&E
Um exemplo da impotnca das presses parciaisocorre em nossa
respirao. o sangue rterial leva O,dos pulmes par as cluls de nosso
organismo. Emsentido inverso, o sngue venoso retorna com o
co:liberado pelo metabolhmo das clulas. sse trnsitode gases
facilitado pelas diferenas das presses parciais do Oz e do CO, no
sngue e nos tecidos.
Essa oxigeno dosangue pode se tornar cftica nocaso de
nergulhadores ou de alpinistas, que usamento cilindro! com misiuras
gasosas enriquecidas emoxignio.
t
302 Qumica Ceral
-
Um conceto anlogo ao da presso parcial o do volume porciol. Por
definio:
Em uma mistura gasosa/ volume parcial de um gs o volume que ele
ir ocuparestando sozinho e sendo submetido presso total e
temoeratura da mistura.
Do pontodevista prtco, o conceito devolume parcia I corresponde
seguinte idia: se os gases no se misturassem (como ocorre com
oslquidos imiscveis), cada um ficaria sepaado dos demais,
ocupandouma certa parte do volume tota da mstura; essas partes
seram os vo-lumes parciais de cada gs.
A lei que trata dos volumes parcas a lei de Amagat: I
j
3
O volume total de uma mistura gasosa a soma dos volumes parcais
de todos osgases componentes da mistura.
Matematicamente:
V:\+v2+ yr+. . .+y, ou V: lv
Observe que tudo o que oi dito para volume parcial idntico ao j
dto para presso parcial,bastando trocar as palavras "presso" por
"volume" e vce-versa,
c) Relacionando valores parciais com o valor totalRelaconando a
presso parcial do gs @ com a presso total da mistura,
temos:.paraogsO: p,V: nRT I p,.paaamirrurd: Pv l rntRt I
p->n
Raciocnio idntico com o volume parcial do gs O nos d:.paraogsO:
P, r lRi t ,. pdd d mi\tLra: PY t:n)R/ | LnAfrao iL chamada de rao
em mos (antigamente frao molar) do gs O e epresentada' tn
por xr. Evidentemente o que o dito para o gs O vale tambm para
todos os demas gases da mistura.Da a definio:
Frao em mols (x) de um gs o quociente entre sua quantidade de
mols e a quan-t idade total de mols da mstura.
Tambm fcil deduzirque a soma das fraes molares de todos os gases
da mistura igual a l:
xt + x2+ xi +. . . + x i : ! * ! : , l t * . . . * l t : 2t t :
ttn 2n :n 2n tnFinalzando, vam05 reunif todas as relaes anteiores
escrevendo:
-
_
nt _ Ft vt o/o em volume
" L" - roo""A ltima frao, chamada de por
-
il Atualmente h vrios gases nocivos que poluem a atmosfefa,
principal-li mente nas grandes cidades. Alguns desses gases existem
no at em quanti:i dades exemamente pequenas. Por isso, comum qlre
suas concentraij es sejam dadas em ppm ou em ppb::," 1 ppm = 1
parte por milho (1 : l0)ai 1 ppb = 1 parte po bilho (l : l0')ii
Quando se expressam concentraes desse modo, deve se, aind,
indicarir as unidades utilzadas gramas, litros, molsetc. Assm,
poexenplo, quan-:j! do se dz que h 5 ppm de Co, em mols, no ar,
significa que h 5 rnols (oul molculat de CO em cada ' mlho de mols
(ou molculas) de ara: operao rlmaa rea za.ta pea Ceresb eir CPfans.
Nafoto, temos !h tcnicolazenclo o
MEDTDAS DA POLUrO
controe da lmaaemtida pe os n busSo Par o SF 1995
'14.2. Massa molecular aparente de uma mistura gasosaSabemos
que, pesando-se 22,4 L de um gs, nas condes normais de presso e de
temperatu-
ra, resulta a massa molar e, conseqentemente, a massa molecular
desse gs. Analogamente,pesando-se 22,4 Lde uma mistura gasosa, nas
condies normais. resulta um valor quese convencionouchamar de massa
molecular aparente da mistura gasosa. Assm, por exemplo, pesando-se
22,4 L dear, nas condies normais, resultam 28,9 gramas, indicando a
massa molecular aparente do ar comosendo 28,9 u.
A massa molecular aparente pode tambm ser obtid por vrios outros
cminhos, como, porexemplo:
t
ou, ainda, podemos dizerquea massa molecularaparentea mdia
ponderada das massas molecularesdos gases componentes da mistura,
tomando se como "pesos" suas porcentagens em volume (ouporcentagens
das suas presses parciais, ou das suas quantdades de mols, ou das
suas fraes mola-res). No caso do ar, por exemplo, temos, em volume,
aproximadamente 78olo de Nr, 21olo de O2 e 1olode Ar Massas
atmicas: N : 14i O : 16; Ar : 40. Logo:
. para um gs, n :
. analogamente, para a mistur, M"p
7a. 2a + 21 .32 + 1 .40
:i
!
0s
100
a) Presso parcla de !m gs, numa mstura gasosa, a-quee$e gs
exerceria se eivseda prpia mistua.
b) A presso tota de Lr ma mistura gasosa a -
das preses de todos os con ponentes.c) Vo ume parciald !m gs,
numa mistura gasosa, o qu o gs i ocuparse eiv
da ppra m ua.d) O volume totai de uma mistura gasosa a
-
dos vo urnes de todos os components.e) Fraoem mosdum
gso-entresuaquantdadede-eaquant idadetota de-
304 Qumica Ceral
-
a3 Dois recipientesAe Econtm, respecrivament, O: e N: a 25 "C
eso igados por umavtvuta. O recipiente
contm1,5LdeO:a0,5atm,oeciplenteBcontm0,5LdeN,al ,0atrn.Ab
indoseavtvuta,osdojsgasessemistuam.supondo que a tempetua clo
conjunto n tenha se alterado, pergunta-re, em retao mtura finat:a)
Qual a pre$o total?b) Quais so as fraes molaes dos dois gases:c)
Quais so suas peses parciair?
sempre aconselhve azer um esquema rcpresentando a situaAodo
problema. Nese caso, antes da abertura do registro, tnhamos
aseguinte situao demonsada na figua ao lado.Aps a abeirura do
rcgistro, os dosgasesse mistum e pasam a oc!-pa o volume totalde
1,5 L + 0,5 L = 2,0 l- na temperatum de 25 "c,que nao se altercu
confomeoidto no enunciado do problema.Cm o auxio das frmulas j
vistas, tems:a) Cl.ulo da prsso totalda mistura finat
t
b) Clculo das fraes molares dos gasesCa cularemos, inicialmente,
a quantdade de mols de.ada gs:. pata o O,t PV
-
nARTa . A,5.1,5 : n.0,0a2 298 > ,r -
0,0307 mol. paa o N,: Pr%:
"FRI. 1,0.0,5 = n! 0,082 298 -
,s -
0,0205 molAsegLri, podemos obte a quantidadetotalde mos na
mistura:
: r : ,? + , r r : 0,0307 + 0,0205 r r , = 0,0512 moE,
finalmente, ca cujams a5 raes molaes:
. paraoo,, , :+:" t#g = [^=qs,* l
Evidentementei xr + xr : l
Noctculoacima, no podemos usara etao: ^,=
+ = 4 vr %emvolume ooro, , no conhece-' : rP\100%
mos nem as prees parciais (pr e pJ nem os vo umes parciah (r1e
y3) dor gases. impoftante perceber que osdados do prcblema (Pr' e
F!) e (vr e %) to as pieses e os volumes dos sases antes da
mistura, e no ruds p.e5soeso! voumes par
-
85 (UFRCS RS) Se o sistema rcpresentado ao lado fo mantido aumr
renprdl . rd to lndnle F \ - o\ l res baloes possu rem oesmo
volume/ ps se ab rem s vlvulas.4 e 8, a presototal nos ts bales
sela) 3 atm c) 6 atmb) 4 arm d) 9 arm
8 (Faap-SP) Em um rccipiente indeformvel, decapacidade iguala 4
L, so coo.ados 2 Lde Hz medidos a CNPI j!ntamentecom 3 LdeOz
medidosa 27"C e 700 mmHg- Calcu e a pesso no nterordo ecipiente,
sabendoque, aps mtura dosgases, a tempeatura deLe I7 'C.
Exrcclo resotvldo
87 Em um cipientede50 La I2l"C,lemos 3,3 gdeanid do carbnico
(CO,), 4,8 g de anidrido su fu rcso (sOJ e 3,4 g deqs sulflidico
(H,s). (Massas atmicas: H : 1, C : 1 2r O : 16, 5 : 32) Pdem-se:a)
a press total da mistura qasosa;b) sua composio porce.tul em
massa;.) sua composio porcentual em volume;d) a massa molecular
aparente da mistua.
a) clculo da presso total da misturaPv: ( tn) RT- Pv: ( \ + r :
+ , r ) r+
-
p 50 j J ora 1a .o,oaz roo - t t 0164; l64 34)
b) Clculo da composio por
-
88 (vunesp) Qual a prcsso, m atmoeas, execida poum mistura de
1,0 g de H,e 8,0 g de He contida em um
Iblo deaode 5,0 La 2/ .c7 Massas atmicas: H = 1,
IHe = 4. conitante ds ase( R o o82l am L
mo.Kl
(EEM-5P) Um recipiente de capacidade igla a 5,8 L emant ido
a27"Cconlm 12,8 gdeoxignio,89 de hl ioe 14 g de nitrcgnio. (Massas
atmicas: H = 1; N = l4;o=l6r. :0.082 ut t t cut . r t " ,
mol.Ka) a preso totl (P,) do sistemajb) a preso parcial (p) do
gs que tem a maior f
(UFRN) Uma mistura gasosa, num rcipiente de l0 l-contm 28 g deni
t rognio,10 g dedixidode caboro,309 de oxigno e 309 de monxido de
carbono, a umatemperatura de 295 K. Ass nale a alterntiva que
ape-senta o valor da pesso par.'a do niognio.a) 2,27 atmlr') 2,42
armc) 2,59 atd) 2,89 atme) 4,82 atm
a9
90
j
a
c
2!: \ :
Pt-760
91 O arforrnado, aprcximadamente, pr 78% de ni-trcgnio (N,),21y
de oxiqnio (o:) e l%de rgofro(A) em volume. Pede-se calculara) a5
traes molaes dos componentes do ar;b) suas preses parciais, ao nve
do mr, onde a
prc$o atmosrica (pessototaD 760 mmHg.
a) Clculo dar fraes em mols! = % em volumev 100%
@T;;IL'- l
@
A = 592,8 mmHg
7At00
Note que: tr = 0,78 + 021 +b) Clelo das presses par.is
:_L -
'100
0,01 = 1
% em volumeI00%
Capitulo l2 . EsuDo Dos casEs
94
307
tL= _L _760 loo
92
p1= 159,6mrnHg
. Para o arcio:p. I F ----:-,
_: : ; ; r p =/mmHg
P = tp: 592,8 + 159,6 + 7,6: 760 nm{g
(U MC-sP) A composlo em volume do ar atosfico d.78%de' r
.ogenio.2loo de o: gnro e t%oeargonioA masa em qhma de arg.io (Ar :
40) em224lirrcs dear (CNPT) ser:a) 0,082b) 40c) 2,24d)1
(Enem-MEC) Aadapto dos integrantes da seleo bra-r ie i a
deutebol al t i rudede La Pazfoimuito comenu-da em 1995, porocasio
de um torneio, como pode se"Asleo brasileira embarca hoje pala La
Pa, capitatdaBoivia, situada a 3.700 metros de altitlde, nde
dispu-tar o tomeio interamica. A adaptao dever ocotrerm un p r .o
dp l0 d
" . . "pro ' i rdddren F. O orgd' i \ -mo humano, em altitudes
elevadas, necessita desetmpo para se adaptar, evitando-se, assim,
isco de um co
(Adaplado da rev sla P/aca,: e! io lev 1 995 )
t
93
12n3t2AA2a adapto da equipe foi necessia principalmenteporque a
tmoera de La Paa qlando comparada dascidades brasileilas,
apresenta:a) mnor prcsso e meno concentfao de oxiqnro.b) maior
preso e maiorq!antidade de oxignio.c) naior prcsso e maior cncenbao
de gs cabn co.d) enor prerso e maiortempeEt!.e) naor presso e menor
tempent! ra.(Fap-sP) Num recipiete fechado, de volume igu a 1 s
Lest contida !ma mistura consttuda por 20% molar deCHa e 80% mar de
czH, temperatura de 27 'C eprcsso de 1,64 atm. Calcuie as marsas
dos componentes da mistura, bem como suas respe.tivas prcsses
pa.ias (nasas atmicas: H : l; C : 12).
-
:;rilili6:lii:::95 (Faap-SP) Uma mistura gasosa formada por Co?.
N e co o.upa um volume de lO L e ap,esenk seur Lor,po,e,E5
com as espectivas prcsses parcaisr0,20 atm,0,40 aim e 0,30 atm.
calcule osvo umes parciais para os componentes da mlstura, bem como
a composio da mesma em porcentagem moar.
A pesso totalda mistua igua a:P:P1+P2+h=O,2+0,4+0,3 3 P:0,9
atm
Dd reddo L, ; r aro.ovolumpdlhldoco.
, .= 2L.y:92.rc -
vr -
2,22LdeCO,
Pr analogia, tercmos:
:Pt .y: !4.61
a .- 0 l "^
'P0,9 vr : 3,33 L d CO
Quanto ao clculo dacomposio da mstura em porcentagem molar
(atualmente pefeveldizer "porcentagem eim|.) , \okemo\dro'n- | . ,
: - + L v"mo'- . -ator- .q n.-q-e- . .o,q-" , 'tnPVt.PVentre s-
Conseqentemente, chga se ao mesmo esultado calcu ando se as
porcentagens em mols, sea po.4L ou ?!. ou lL.
Vamos ento cacula as por.entagens em moLs por neio das pesses
parciais, que j so.onhecidas:
0,9 atm -
100% |
o,2atm -
x Ix : 22,2ak de CO,
0,9 atm -
100 9/o0,4 atnr y
6,9 216 -
199q" I0,3 atm t
z: 33,390 de CO
(FE!sP) Relativamente '100 g de trma mistura gasosa que contm
4'llo de O, e 36% de H: em massa, a 27 'C e 1 atm,
", ,ndleddl le- . rN",-"r . [va. .a. . romi,^.o t .u t , p 9.9s2
gI j IJ
I ro l r ' la) A mistura ocupa um volume de 72,35 L.b) A mstua
apresenta composio molar lQqo O: e 90% H,.c) A marsa molecular mdia
da mtua 14.d) A preso prcia do o, na mstur 0,64 atm.e) O nmero de
mos da mistura 2,94.(Vunesp) sabendo se que o volume mola de um gs
nas .ondies nomais de presso e temperatua (CNPT) igual a)) ,4 eq-e
R o08/ !LI ,on"ror, . rpodp ioe.ul
-
9a (PUC Campinas-SP) A dispero dos gares 5O2, NO,, or, CO e
outos
I:
99 (UFRJ) as iguas abaixo mostansubmetids. O balo A contm
4l(oxisnio mido).
dois bales iguais e asL de ox'gnio p!ro, e
po uentes 'jo a fca prcjudicada quando ocore a
Visla do R de Jafero, t
Consider que, numa dessas ocasies, a concenrrao do CO seja de 1O
votumes em I .t 0i vtumes de ar (tO ppm = t0 patespo milho).
Quantos mi de CO h em ' .l0r mr do ar?a) r00 b) r0,0 c) 1,00 d)
0,10 e) 0,0r0
!
j
condies de temperatura eo I contm uma mistu de
pesso a que eles estoor ignio e vapor d 'gua
P =: l a im
a) Quanks molculas de oxignio existem no balo ?b) Qualds dois ba
es o mais pesadoT juifiq !e sua rcspona.
a) Clculo da quantidade de mols de O, exsrente no bato,4:Pv:
nqf
-
3.41 =n.0,082.300 + r=5moldeO,Clculo do nmer de irolculas de O,
em.4:
I molde O, - .10'zr molculas
I5moldeo,- r Ix = 3 . I02a molculas de O,
b) O balo,4 mais pesado. De fto, os dois bales tm 4 p e liguais.
peta tei de Avogaclo, etes encemm o mesmonmero de molcu as. No balo
4 todas as motcu as so de o, (com mass m;tar : 32 g). No bato 4
hmolcuias de Or e algrmas rolculas de H,O (masa motar
-
t8 g), que pesam menos que O, e poanto daroma$a inalmenorque a
do ba o .
100 (|TA-5P) Dois bales de vidro,,4 e 4 de mesmovotume contm ar
mido. Em ambos os bates a presso e a tempera-t! so as mesms, a nica
diferena sendo que no bato,4 a !midade rtativa do ar de ZOEo
enquanto no ba o Beta de apeias l0%. Em re ao ao conred destes do s
bates erado airmar que:a) Os dois bales contm o nesmo nmer d
molcutas.b) Os dos balet contm a mesma quaitidade de gs, expe$a m
mol.c) No balo I h maio ma$a de nirrognio.d) No balo,4 h maior
massa total de gs.e) A quantidade (mol) e a massa (sma)de vaporde
q!a so rnaiores no bat .
309Captulo 12 6 EsuDo Dos casEs
-
rol (UFPI) Sabemos qle o gs etileno-C:H| emltido pelasprprias
futas respnsvel po seu amadu recimento.Assinale a rcsposia que
expiica por que uma penca debananas amadurece mais pido quando
"abafada" (fechada em um saco plico), do q!e em !ma uteia:) meno
9au de umidade.b) maiof pressao pacial do gs etileno.c) menor
temperat! ambiente.d) ausncia de luz.e) menor con.entrao do gs
etleno.
102 Mistundo se4 g de hidrognio (H,) e 16 g de oxig-nio (O, nunr
recipiente de 82 L mantido a 27 'C, per-a) Qlas as aes molares dos
H-l ;O=' b) Quais slas prsses parciais?c) Qua a pre$o ttal da
rnistua?
lO3 (Mackenzie 5P) No int or de um cilindro de mboorvele de
lna(sa de)pre/trdos 2,0 g de hlio e 0,25 molde hidrcgnio qasosos.
Sea temperatuE de l2ToCea capacdade do ci indro del0 l- a presso
que deve ser aplicada ao mbolo pa6queee permanea em eqLrilib o
etico sea) 2,46 atmc) igual pesso atmo ca nomld) L520,00 mmHge)
L246,40 mmHg(FEl 5P) Ai duas qustes a segur esto relaconadascom o
seguinte en u nciado: um recipente fechado contnr 1,2.Io'?i molc!ls
de dixdo de caono (COr,0.6 rolde o. iqn o (O.) e .gd rrognio.dpe+so
de /50 mmH9.
04 A d$d mol(- lc, dpare. te dd mi\ .urd gd\o\d e:a) 34,67 c)
61,6 e) 10,8b) s2 d) 58,6
'05 A pesso parcil de O, na mist!ra gasosa, em milmetrcs de
mercio, :
e) 450
106 (UCB DF) Uma amostra de ar foi co etada no interiordo tne
Rebouas, Rio de Janeiro, para verificao donvelde poluio do seu
nterior Ovl!me do clindoddr(o. lddo"d iq-d d0. n ed r"mpk urd
-e-dia obseruada io inter iofdotne foide 27 "C. Aanl i -se da
amoa de a indicou que na amostra coletadahavia 1 mol de NO,; 2 mols
de SO: e 2 moh de CO.(Dados: N = 14; o = 16, C = 12 e 5 :
32.)Analise as afirmarivas sequintes, assinalafdo(V) paa
asverdadeiras e (F) paa as rahas.0. ( ) O nmerototalde moculas na
mistura gasora
coletada iguala 5.1. ( ) Supondo que os gases s ideais
lq - u uv 3lI-! . pode \ dr rmd, qu d\ mol r ,rpesso tota dentro
do cilindro nas condesespeciicadas era iguala 12,3 tm.
2. ( ) Apecentagen en masa do gs NOz na mistu,raguala20%.
a) 525b) 225
.) 75d) 250
3t0 Qumica Ceral
3. ( ) o volume de ar amostrado, 0,1 nr a 27 .c,coesponde a 0,1s
L na rernperatura de 450 K.
4. ( ) Gs ideal aquele que no apresenta desviosda equao de
estado, ou seja, segue a eq!a-o PV: nRT.
r07 (UFC-CE) O monxido de carbono um dos poluentesdo ar presente
especalmente em zona uana. A pesso do onxido de carbo.o de 0,004
atm, no a, resulta em mote, em pouco tempo. Um cao ligado,porm
parado/ pode produzi, entre olhos gares,0,60 mol de monxido de caon
por minuto. se umagragem a 27 oC ten volumede4, l .10' l -m
quantotempo, na garagen iechada, atinge{e a concentraoletal de
co?obtrvooiConsdee que a preso, na qagem/ permanececonstante e que
n h monxido de carbonopresente, inicialmente
lconstunt" oor "u'.'
:\ - mo.K . /
104 (FMM-MC) O limite supe or recomendado de am-nia em u
ambiente de trabalho de 50 ppm envo ri-me. cnsid-rF o-e ur
de.rnr-cdo r-drviduo , )p.dcerca de 39 kg de ar por dia e que o
mesmo tbalhanuma brica que respeita o limite superior rccomen-dado
de amnia. AqLrantidade mxima de 9s amniaque aq ueie indivduo poder
inala, aps un dia de oitohoras de trabalho, ser, em mllDados; ppm =
paftes por milho
densidade do ar -
1,3 g/La) 5.000 c) s0 e) 0,5b) 500 d) 5
r09 (UFPE) Em um recipiente fechado de volume conant, contndo0,5
moldeCO:e0,2 molde NO,, adic io-naie N: at cmpltr 0,3 mol.
ldentifique, dentre osgrfcos abaixo, o que me!hor representa o
queaconte-ce com as prcsses total e parciah no interir do
reci-plente durante a ado do nitrognio.a) l d)
t
q
i
-
t:1l DENSTDADES Dos cAsEs
A dieren(a de den\ idade enlre os gase\ lem vrias dpl ic(oes em
nosso (ol idiano.
v
!
0B
No estudo das densidades dos gases h duas definies importantes a
considerar: densidadeabsoluta e densidade relativa. Vamos
estudJas.
15.'l . Densidade absoluta
Densidade absoluta ou massa espedfi
-
. no entanto, podemos calcular a densidade absoluta, em qualque
presso e temperatura, como auxl io da equao de Clapeyron. De
fato:
M^- M PM PMMVRTRT
Note, nessa lt ima ffmula, que a densidade absoluta de um gs
diminui com o aumento detemperatura. Dentre as aplicaes mais
antigas desse fato, destacamos os bales das estas juninas e osbales
de ar quente usados em competes esportivas.
15.2. Densidade relativa
Densidade rclativa do gs 1 em relao ao gs 2 o quodente entre as
denijdadesabsolutas de 1 e de 2, ambas sendo medidas nas mesmas
cond ies de presso e tempeatua.
Matematicamente: , r: +
Com respeito densidade relativa devemos notar que:. ela apenas
um nmero puro (no tem unidade) e indica quantas vezes um gas e mais
(ou i.
meno\) denso que oulro; i. sendo apenas um nmero, a densidade
relativa no depende das variaes de presso e tempe-
ratura (evidentemente, desde que os dois gases permaneam sempre
nas mesmas condies jde presso e temperatura, como exige a prpria
definio); !
. podemos part icularizar a definio acima, da seguinte maneira:
, , , . :
.. :4: ! 'd /n.E
v,:
quando V' : Y2, teremos: , . :3 - c
. e podemos particuarizar ainda mais, se considerarmos a massa
molar e o volume moar dos gases: M1
^d,N-MdM,or - l- ,MM,dMh^
Essas frmulas so importantes porque mostmm que as densidades dos
gases so proporcionaiss suas massas molares (ou massas
moleculares). Desse modo, quando verificamos que um gs ,
porexemplo, cinco vezes mais denso que outro, j podemos concluir
que cada molcula do primero gspesa cinco vezes mais do que cda
molcula do segundo. lsso facilita a determinao das
massasmoleculares no laboratrio.
Duas aplicaes muito importantes dessa lt ima rmula so obtidas
considerando-se a densidadede um gs em relao ao hidrognio e em
relao ao ar, como fazemos a seguir:
. considerando o gs de referncia 2 como sendo o hidrognio (H,),
temos M,: 2 g; portanto:.M -
-
ou, abeviddamenre: . : ' ou M - 2 , / '2 '
(essa lt ima expresso nos diz que a massa molecular de um gs o
dobro de sua densidadeem relao ao hidrognio)i
312 Qumica Ceral
-
considerando agora o gs de referncia 2 como sendo o ar, temos M2
-
28,9 (o ar uma misturacontendo principalmente ntrognio, de MN, =
28, e oxignio, de Mo.
-
32; por esse motivo o artem uma "massa molecular" que a mdia
ponderada entre 28 e 32); teremos ento:
,, : ,fi ou, abreviadamenLe: ",
: OU M = 2a,9 ",28,9
(essa lt ima expresso nos diz que a massa molecular de um gs
28,9 vezes sua densidadeem relaco ao ar)-
t
q
j
a
a
r No
-
l lo Qual a densidde absoluta do or ignio (o,) a00 mmHg e 127
"C? (Mass tmica: O = 16)
,= # - F:;t;;ttI 1 1 (Uece) o gs 50, poluente atmorico, um dor
res-
ponsveis pela fomao da chuva cida. A sua densidade, em g/L a
0,90 atm e20'C, aproximadamente:a) 2,4 b) 1,0 c) 4,0 d) 5,0
Il2 (UFRN) A densidade de r.rm gs 1,9 q/l- medida nasCNPI A
massa molecular de$e 9s :a) 43,88b) 47,49
.) 49,92 e) 53,22d) 51,32
113 (Fuve-SP) Nas condies normais de temperatura epresso, a
massa de 22,4 L do gs & (x : smbolo doelemento quinico) iguala
28,0 g.a) Calcule densidade dese gs, ne$as condies.b) Qua a massa
atmca do emento x? Erpiquecom
'114 (FE|-SP) A densidade absoluta do gs slld co (H:S)aumentr
quando:a) a preso diminuirb) a temperatura diminuirc) a tmperat!ra
a!mentard) a varlao de presso no aetar a densidade abso uta.e) a
concentro do H,5 aumentar
'115 (UFMC) Um balo de boracha, como os usados emfstar de
anivenrio, oi conectado a um tlbo de en-saio/ que oisubmetdo a
aquecimento. Obse ou se,ento, que o bao aumentou de
volume.Considendo{e esas infrmaes, (orreto afirmarque o
aquecimentola) diminuia densldade do gs presente no tubo.b) tanere
tdo qs do tubo para o ba o.c) aumenta o tamanho das moculas de
qs.d) aumenta a massa das molculas de gs.
116 Qual a densidade do anidddo sulfuoso (so,) emrelao ao ar e
em re ao ao hidrogno? (Masasatnr icas:O:16;5:32)
Inicialmen!e clculams a marsa mleculardo SO, etemos M : 64. A
segui, aplicamos as fmu as daspqinas 312'113."M"64F---- : ; lq.
:
28,9 - or : 29 14,= z,z l
"M64r: : : l*:7=*. :7=1", , : l . l
E cil notar pelo primeiro clcu o que todos os gsscom masa
molecularmaiorque 2a,9 so misden-so5 que o ar 9 em conseqncia, ele!
tendem a dncerquando so soltos ao ar livre; o contrrjo acontece
para os gass de masa molecular menor que 28,9.
314 Qumica Ceral
117 (UnB-DF) Paque um balo suba, preciso que a densidade do gs
dento do balo seja menorque a densldade do ar Consultando os dados
da tabela abaixo,pod- ,p dtr ldr q-e, .m terperdrurd e predo.o
melhor gs para ersem :
Massa moii::G1moD4 373
2Q 3732 373
o, 32 373t
a) H, b) He c) Ne d) o,lra (FEl-sP) As guas poludas do ri Ti
iberam, ente
ou.ro\ polue rrF\ . o 9d. \u l ldn (H \) . Un oo.rdo-es
problemas causados pore$e gs o ataq!e corcsivo aos fios de cobre
das inna aes eticas existentes junro a esse rio.O gssufdico mais
denso do que o ar e, assm, con-cenba se mais prximo ao
solo.Consideando a masa mlarmdiado ar iguala 26,9, adensidade do
HzS em rea ao ar, nas mesmas condi-es de temperatura e preso, ser
aprximadamenie:a) 0,9b) 1,2c) 2,4
d) 4,8e) s,o
E
E
ort
'119 Nas mesmas condies de presso e temperatura pesmak I Lde
oxignio seco ou I L de oxignio mido?luninque. (Massas atmicas: H :
l; O : l) J
Um litro de o(ignio sco pesa mais, ou sei, lsso pode sef
justficado pela ei de Avogadro. oefato, m 1 L de qualque gs, medido
nas mesmascondies de prcsso e temperatura, eristem rem-pre o mesmo
nmero total (r) de molculas. Ncaso do oxignio seco, todasas mlculas
sero O?,cle massa molecula 32; no caso do oxignio mido,algumas
molcu as sero de gua, que pes mnosi8. d m nuhdo. ertao. o peso do
cor,unto.
Ceneralizando o problema anterior, voc poderpercebero seguint:
sendo 18 a massa molecular dagua e chamando de M a masa mlecular de
umqas qualquer, teremos:. quando M< 18, o gs mido maisdeso que
o
. qundo M= 16, a densidadedogs noseal teracom a umidade;
. quando M > 18, o gs mido menos denso q!
120 Considerando os gases hidrognio, nitrognio, hlio,xennio,
cloro, metanoe argnio, quais os quetm sladensidade aumentda com a
presena de !midade, emcndies invariveis de presso e
temperatura?
-
EXERCiCIOS COMPLEMENTARES
?
-*
I
121 (UCsa -BA) Sob prcss de 750 mmHg e terjpera.u
ra de 25 "C, o volume de I mot de gs 24,8 L.Ness\ i ondie(,
qualdos gd\e dbdi :otFTrdror
b) o,d) c-r,E) N
122 (UFC-CE)Ao deseiar identicar o contedo de um
citin-drccontendo um gs monoatmico puro, um enudan-te de Q!mica co
eto! uma amostra desse gs e deteminou sua densidade, d= 5,38S/L
narseguiftescondiesde tempetua e preso: l5 "C e o,9z atm. Com
basenesss intomaes e aslmindo o modeto do gs ideat:
fDudo :o082 4!L: l \ mot k. /a) calcular a ma$a molardo gs,b)
ideniicar o gs.
r23 (Unicamp 5P) Um balo mereorotgico de co e5.urd,no instante
de seu lanamenro, contm 100 mors degs hlo (He). Apsascendera uma
attitudede t5 km,a pre$o do gs se redztu a 100 mmHg e a
tempera,tura, devdo irrdiao soar, aumentou paa 77 "C(connante ds
gases ideas: 4 : 62 lllgJ! ; ,*ssa
- mol. Kmolar do He = 4 g . mol ). Catcute, nessas cofdies:a) o
volume do balo mereoogi.o;b) a densidade do He em seu iterior
124 (UFU MC)A ma$a molecutardo co 28. A densidadede u qa\ puro
Fm rldco do CO e I ,25. togo9,01 I0 ' mol.utd\ oo gasde\on.qrdo
pc\dm.a) 11,5 gb) 35,0 gc) s2,5 gd) 23,3Ie) 42,o g
r25 (Fuvest-sP)Ao nveldo mare a 25.C:-
volume mlar de gs = 25 L/mol-
densidade do ar atmosfico = t,2 g/L
Captulo l2 . EsuDo Dos cAsEs 3t5
As bexigas.4 e I podem conter, respectivamenrela) argnio e
dixido de caonob) dixido de carbono e amniac) amnia e metanod)
netano e amn ae) mera'o e argnio
126 (Fwest-SP) Deseja se prepanrerecotherosqases metano,amnia e
clro. Asguras t, tie titmonram dispositivosd recolhimento de qases
ern tubos de ensaio.
Il i
oCs--
t ,@
Considerando os dados da tabeta abaixo,
t
c.
"- l lU
Massa molar (s/mol)16
17
71
29 (valor mdio)
escolha, dentre os dispositivos apesentados, os maisdFquddo. pd
d r" lo lher nd. cond\o"\ dmb enrp,netano, amnia e cloro. Esses
dispositivos so, rcspec
a) l l , Ie J.b) l l , le l l .c) l l , l l le l .d) l i , le l
l l .e) i l l , l l le l .
-
DIFUSO E EFUsO DOs GASESVimos no estudo da teoria cintca dos
gases (pgina 286)
que as partculas gasosas esto em movimento contnuo e mLli_to
rpido. Esse movimento faz com que dois ou mais gases semisturem
rapidamente, dando semPre origem a uma mistu-ra homognea.
Esse fato pode ser constatado dispondo-se de dois bales devido,
l igados entre si por uma comunicao provida de uma vl-vula;
colocamos num dos bales um gs ou vapor colorido (NOr,vapor de bromo
etc.) e deixamos no outro balo simplesmente oar (mistura incolor de
N, e Or). Abrindo se a vlvula, podemosver o gs colorido
"caminhando" atravs do ar e se misturandocom ele; esse movimento
espontneo de um gs atravs de outro chamado de difuso gasosa.
Sent imosochero de !m pe lme porqueaqlmas de suas no .! as
escapam doasco e se espaLham (d rlndem se)pc o at
t
"..,"-t " ,,:""..u\,
. i?,
, ' ' @i'-,.: i l '" , , , i
Em 1829, o cientista Thomas Craham, estudando o "vazamento" dos
gases atravs de pequenosorifcios (ou de paredes porosas) - fenmeno
denominado euso de gases, que um caso parlicularda difuso gasosa ,
enunciou:
Em condies dnticas, as velocdades de efuso de dos gases so
nversamente pro-oorcionais s razes quadadas de suas densidades
absolutas.
Matematcamente:
e:
1
ora, lembrando que d: ff tOaOina;12t e substtuindo 4 e 4 na
frmula anteror, chegaremos a:
Nessas frmulas, a velocidade de efuso dos gases medda emunidades
de "volume qLre escapa por unidade de tempo"; em geral, ela
exoressa em litros Dor minuto.
Esta ltima frmula matemtca nos mostra que os gases que
sedifundem mais rapidamente so os de menor massa molecular (ou
seja,os de menor densidade). Um exemplo interessante desse fato o
queocorre com os bales vendidos em parques: eles so nflados com
gshidrognio, e como esse gs "escapa" faci lmentepeos poros da
borfacha, os bales acabam mur-chando, aps algumas horas.
Uma aplicao mpoftante do fenmeno daefuso no enrquecimento do
urno, em que seseparam os dois stopos ("'U e "tu) usando-seseus
compostos gasosos (':rsuF e '133uF).
316
Qumico escocs, nceu em GlaigW emI805, e faeceu e Londres, em
1869. Estu-dou a diuso de ga!s e lquidos. Dscobruo prin.pio da
dilise, que at hoje ipotante no tatamento de pacientes con dfi-
E
M2
Quimica Ceal
-
HNO
2" Providencle um tubo devidro !ong, de dmeo no muito grande.
Numa das extremidades, coloq!um ch!maode algodo embebido em cido
clordr.o concentrado (que bera o gt HC!), .a oltla ertlemidad,
.ooqueoutro chuma de a god embebido em hidrx do de anlo concnado
(que libera o gs NHJ:
t( : t]*
os d gases.aminham pelo tubo e se encont.am, prodlzindo um "anl
esbanq!iado" deNHrCI (NHr + HCt) + NH4CI). isso prcva a dilso dot
gases atravs do ar contido no tubo. Medindo a5dist.cias 5r e ir, q
ue so prcporcio.ais s velocidads t e v, dos dois gases, podemos
comprovar a ie de Crha m.
No cheirc nem expenenre substncias dr.onh.idas.Cuidado
-
Exerc.lo reiolvido
130 Um qs est a 27'C. Aquetemperatu a veo. ida-de mda de suas
molc!las i dupllcar?
lL 11,, \v. \ r , - 2
=I, :1.200K=
Err
-
A destruio da camada de oznio aumentou ainda mais cor o uso do!
compostos denominados"clorofluocarbonetos" ou "cloro
uorcarbonados", conhecidos pela sigla CtC, Iiada dos nomes
anterio-es. Os prirneiros e mais impodantes so o CCi?Fr, chamado de
freon-l2 (os nmeros 1 e 2 indican osnmeros de tomos de carbono e de
flor, respectivamente) e o CCtrF, chamado de freon-11 (isto ,
umcarbono e um flor). primeira vista, esses compostos so
maavilhosos, pois no so inflamveis, nemtxicot, nem corrosivos, nem
explosivos se prestam muito bem como gases de refrigerao no
funcio-namento das geladeiras/ freeze6, aparelhos de arcondicionado
etc., em substituio ao NH,, que nuito
: txico. Com o passa do tempo, descobriu-se que os reons erarn
tambm muito teis como popetentes:
, de aerossis, em rpfoyi de pefumes, desodorntes, tintas etc.
(dcada de I960); na fabficao de espumas de plstico (dcada de 1960)i
na limpeza dos microcrcuitos de computador (dcada de 1970) erc.
: Con isso. o consumo de freons fo aumentando.A si tuao tonou se
alamante quando/ em outubro de I984, um grupo de cient istas
ingteses, t aba
hando no Plo Su, descobriu a perda de aproximadarnente 40qo da
camada de oznio sobe a Anttida.De l pafa c, esse fato vem se
agravandoj hoje se calcula que esse "furo" j cobf cerca de 2-q
mithes denetros quadrados sobre a Antrtida, o que equivale a dizer
que j atinge as pades mais meridionais daArnrica do sul e da
Austrlia.
E pof qu a prcocupao com o "furo" na camada de oznio aumentou
tanto nos ltimos anos?Porque certo que uma reduo de 1olo na camada
de oznio corresponde a um aumento de 2olo da
' , radiao ultravioleta que chega superfcie da Terra, o qlre
traf grandes problemas, como: aumento donmero de casos de cncer de
pele, especialmente nas pessoas de pele clara (e ainda mais se
expostas ao
: sol de vero); aumento do nmero de casos de catarata e
ceguelra, incl ls ive em animais; queima de:r vegetals (eucaliptos
secam, cactos mufcham etc.); alteraes no p ncton existente na gua
do mar, corn: enormes reflexos en toda a cadeia a imentar
maftma.
Atualmente, a tendnci mundial de proibir (ou rcduzir) o uso de
compostos clorofluocarbonados econtro ar as emisses dos
escapamentos de autornvs, caminhes etc.q
j
.:magem d set le coorzada anfioia menle mostrandoo buraco na.mda
de ozn o sobe a Artrl oa keqroem azllesclr) Dads btdos peloOMS
lotalOzane l,lappg Spe.trcnetef m I l/09/2001
At!mefte os aerss s no con corpostos
! i!+-
E, agora, o reverso da medalhaO oznio que, como acabamos de ver,
nosso aliado na estratosfera, rorna se urn inimigo pfigoso no
ar que respiarnos/ prximo supercie da erra.No ar ambiente, o
oznio um poluenie que j apresenta r iscos ern quant idades to
baixas quanto
0,12ppnr(ppm:partespofmi lho,oquesigni f icaexis i i r0, l2 l l
t rodeOremlmi lhodel i t rosdear) .Ooznio provocar irritao nos
olhos; problemas pulrnonares, como edema e hemorragias, chegando a
serfatal em doses altas; cooso da borrachat quelma das olhas e dos
rutos dos vegerais, sendo o tomate eo tabaco os mas sen!veis.
Captulo l2 + Esuoo Dos casEs
O BICHOS
319
-
136 Que pte da radiao sola boqueada pea camada de oznio?137 Quak
s os p ncipais tipos de compoos que contibuem para a deruio da
camada de oznio?r3a Na atmoera o znio um aliado ou !m nimigo?r39
(PUC SP)Ap.sena de oznio natropera (baixa atmosfera) aitamente
indesejvel, e seu limit permitido pr ei de
160 micogramas por m' de ar No da 30/07/9s, na cidade de so
Paulo, foiregisado um ndice de 760 micrcgramas deO, por mr de ar
Assinale a altematva que indica quanros moh de Or, por mr de ar oam
econtrados acima do timttepermitido por ei, no dia considerado
(Dado: I micrcgma : l0 6 g).a) 1,25 10 ' molb) 1,25 10 : mol
c) 1,87.I0 ' mold) 1,87.I0
'? o l
(Vunesp) Durante o transpote de etano (c,HJ qasosoem un caminho
tanque com capa.idade de 12,3 mr, temperatura de 23 oc, houve um
acidente e vefcou-se uma queda de prcssao de 0,6 atm. Admitiido se
atemperatura constanle, .alcular a massa doetanoperdi-
da no ambientelma$as atmicas: C : 12,0; H : 1,0,
O lo.0:conrtdnte oo\ od!e- f i OO82l dlr 'L
. . . r .1(UFRJ) No grico a seguir esto rcprcsentadas
duasisotemas (leide Boyl-Marlotte) de 1 molde qs idea .Uad rd
rppekrurd dp 0 C d o-rk nd mp'dl- ,a
e) 2,s0. 10 ) mo
a) Qual o valor da pesso P indicada no grfico, ematmoeras?
justifique sla resposta.
b) Determine o va or da tempertura T(em kelvins).
144 (Vunesp) Uma mistura de 4,00 g de H: gasoso comund quanl
iddd dpvonher.dd de Lle gd.o,o mantida nas condies normais de
presso e tempe-rat ! ra. Se uma ma$a de 10,0 g de H, gasosofor
adi-cionada mistura/ mantendo se ascondesde pressno e temperat!ra
constantes, o volume dob. Calcule a ma$a em gramas de He gasos
present namLstura lmassas atmicas: H : l : He : 4: conante
rnr 54 ool cd \ O O82l n r j volrre o, u-pado pr I noldegs
nascondies normaisdepres
soetemeratur=2241)
145 (UFBA) Um mergllhador uu iza um cilindo de 15 L,provido de
vlvula reguladon/ que contm uma mistu-a gasosa de co