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Exercícios sobre equação de estado dos gases

Esta lista de exercícios sobre equação de estado dos gases ou equação de Clapeyron envolve cálculos que descrevem totalmente o comportamento de um gás ideal.

  • Questão 1

    (UFC-CE-mod.) Ao desejar identificar o conteúdo de um cilindro contendo um gás monoatômico puro, um estudante de Química coletou uma amostra desse gás e determinou sua densidade, d=5,38 g/L, nas seguintes condições de temperatura e pressão: 15ºC e 0,97atm. Com base nessas informações, e assumindo o modelo do gás ideal, calcule a a massa molar do gás .

    Dado: R = 0,082 atm.L. mol-1 . K-1; T(K) = 273,15 + T(ºC)

    a) 1,310 g . mol-1.

    a) 6,81 g . mol-1.

    b) 13,10 g . mol-1.

    c) 124,23 g . mol-1.

    d) 131,05 g . mol-1.

    e) 165,04 g . mol-1.

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  • Questão 2

    (Unicentro-PR) Um profissional da área ambiental recebeu uma amostra de gás, sem identificação, para análise. Após algumas medidas, ele obteve os seguintes dados:

    Tabela em exercício sobre equação de Clapeyron
    Tabela em exercício sobre equação de Clapeyron

    Com base nos valores obtidos, entre os gases indicados nas alternativas, conclui-se que a amostra era de:

    a) O2.

    b) O3.

    c) N2.

    d) SO2.

    e) H2.

    Dados: O = 16 u, H = 1 u, N = 14 u, S = 32 u; R = 0,082 atm.L. mol-1 . K-1.

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  • Questão 3

    Determine o volume ocupado por 1 mol de substância gasosa a 10 atm de pressão e 25ºC.

    a) 22,4 L.

    b) 2,44 L.

    c) 20,5 L.

    d) 0,205 L.

    e) 244,36 L

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  • Questão 4

    Calcule a pressão total de uma mistura gasosa formada por 3 mol de um gás A e 2 mol de um gás B, considerando que a temperatura final é de 300 K e o volume é de 15 L.

    a) 8,2 atm.

    b) 3,28 atm.

    c) 4,92 atm.

    d) 9,84 atm.

    e) 1,84 atm.

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Respostas

  • Resposta Questão 1

    Alternativa “d”.

    Considerando o volume de 1 L de gás, sua massa é de 5,38 g (uma vez que a densidade é 5,38 g/L). Lembrando também que a temperatura deve ser dada na escala absoluta, temos: T(K) = 273,15 + T(ºC) → T(K) = 273,15 + 15 ºC → T(K) = 288,15 K.

    Portanto, podemos aplicar a equação de estado dos gases:

    P . V = n . R . T

    P . V = m . R . T
               M

    M = m . R . T
             P . V

    M = (5,38 g) . (0,082 atm.L. mol-1 . K-1) . (288,15 K)
                                 (0,97atm) . (1 L)

    M = 131,05 g . mol-1

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  • Resposta Questão 2

    Alternativa “d”.

    Dados:

    m = 1,28 g;
    V = 600 mL = 0,6 L;
    T = 27 ºC = 300 K;
    R = 0,082 atm.L. mol-1 . K-1.
    P = 0,82 atm;
    M= ?

    Vamos usar a equação de Clapeyron para descobrir a massa molar do gás e determinar sua natureza:

    P . V = n . R . T
    P . V = m . R . T
               M
    M = m . R . T
             P . V
    M = (1,28 g) . (0,082 atm.L. mol-1 . K-1) . (300 K)
                           (0,82atm) . (0,6 L)
    M = 64 g . mol-1

    Esse é o valor da massa molar do SO2.

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  • Resposta Questão 3

    Alternativa “b”.

    Dados:

    n = 1 mol;
    V = ?
    T = 25 ºC = 298 K;
    R = 0,082 atm.L. mol-1 . K-1.
    P = 10 atm;

    Usando a equação de estado dos gases, temos:

    P . V = n . R . T

    V = n . R . T
               P

    V = (1 mol) . (0,082 atm.L. mol-1 . K-1) . (298 K)
                                   (10 atm)

    V = 2,44 L

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  • Resposta Questão 4

    Alternativa “a”.

    Usando a equação de estado dos gases, temos:

    P . V = n . R . T

    P = n . R . T
               V

    P = (5 mol) . (0,082 atm.L. mol-1 . K-1) . (300 K)
                                    (15 L)

    P = 8,2 atm

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