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Exercícios sobre a lei de Amagat

Com estes exercícios, é possível avaliar seus conhecimentos sobre a lei de Amagat na determinação do volume parcial de um gás.

Questão 1

É sabido que o ar atmosférico é composto, na realidade, por uma mistura gasosa. Nessa mistura, existem dois principais componentes, que são os gases nitrogênio (N2) e oxigênio (O2), nas quantidades de 78% e 21%, respectivamente. A partir desse conhecimento, qual seria o volume ocupado pelo gás nitrogênio em um ambiente de 20 L:

a) 10,8 L

b) 6,8 L

c) 17 L

d) 15,6 L

e) 14 L

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Questão 2

Durante um experimento em laboratório, um químico realiza a queima de 40 g de uma mistura formada pelos gases propano e butano, na presença de oxigênio. Logo em seguida, ele recolhe todo o gás carbônico formado no processo. Sabendo que o experimento foi realizado a uma temperatura de 87 oC e a uma pressão de 2,5 atm, qual foi o volume de gás carbônico formado?

Dados: ma(C) = 12u, ma(H) = 1u; R = 0,082 L.atm/mol.K

a) 20,32 L

b) 35,02 L

c) 25,03 L

d) 52,30 L

e) 40,2 L

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Questão 3

(Faap-SP) Uma mistura gasosa formada por CO2, N2 e CO ocupa um volume de 10L e apresenta seus componentes com as respectivas pressões parciais: 0,20 atm, 0,40 atm e 0,30 atm. Calcule os volumes parciais para os componentes da mistura, bem como a composição dela em porcentagem molar.

Dados fornecidos pelo exercício:

- Volume total: 10 L

- PCO2: 0,2 atm

- PN2: 0,4 atm

- PCO: 0,3 atm

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Questão 4

(Unifor-CE) Em um recipiente de 1,0 L, há um sistema gasoso em equilíbrio contendo três gases A, B e C. Suas pressões parciais são, respectivamente, 0,2 atm, 0,5 atm e 0,7 atm. Sobre esse sistema, pode-se afirmar que

I. a pressão total do sistema é 1,4 atm.

II. o gás A tem o menor volume molar parcial.

III. o gás C contribui com o maior número de moléculas na mistura.

É verdadeiro o que se afirma em

a) I, somente.

b) III, somente.

c) I e II, somente.

d) II e III, somente.

e) I, II e III.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra d). Os dados fornecidos pelo exercício foram:

- Porcentagem de O2 = 21%

- Porcentagem de N2 = 78%

- Volume total = 20 L

Para determinar o volume parcial do gá nitrogênio, basta utilizar os dados fornecidos na seguinte expressão:

VN2 = XN2
Vt          

VN2 = 0,78
20          

VN2 = 15,6 L (aproximadamente)

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Resposta Questão 2

Letra c). Para responder esse exercício, é necessário realizar os seguintes passos:

Dados fornecidos pelo exercício:

- Massa da mistura: 40 g

- Temperatura: 87 oC ou 360 K

- R: 0,082 L.atm/mol.K

- Pressão: 2,5 atm

1º Passo: Montar e balancear a equação química do processo.

1 C3H8 + 1 C4H10 + 23/2 O2 → 7 CO2 + 9 H2O

2º Passo: Calcular a massa molar do propano (C3H8).

Para isso, basta multiplicar a massa atômica do elemento pela quantidade de átomos na fórmula:

MC3H8 = 3.12 + 8.1

MC3H8 = 36 + 8

MC3H8 = 44 g/mol

3º Passo: Calcular a massa molar do butano (C4H10).

Para isso, basta multiplicar a massa atômica do elemento pela quantidade de átomos na fórmula:

M C4H10 = 4.12 + 10.1

M C4H10 = 48 + 10

M C4H10 = 58 g/mol

4º Passo: Calcular o número de mol de CO2, a partir 40 g de mistura gasosa.

Para isso, devemos relacionar propano, butano e gás carbônico, montando a seguinte regra de três:

1 C3H8 + 1 C4H10 → 7 CO2

1 mol------1 mol--------7 mol

44 g-------58 g----------7 mol

132g---------------7 mol

40g---------------x

132.x = 40.7

x = 280
     132

x = 2,12 mol de CO2 (aproximadamente)

5º Passo: Calcular o volume de CO2 na fórmula abaixo.

PV = nRT

2,5.V = 2,12.0,082.360

2,5.V = 65,5824

V = 62,5824
         2,5  

V = 25,03 L (aproximadamente)

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Resposta Questão 3

Para encontrar a resposta, devemos realizar os passos abaixo:

1º Passo: Calcular a pressão total.

Para isso, basta somar as pressões fornecidas:

Pt = PCO2 + PN2 + PCO

Pt = 0,2 + 0,4 + 0,3

Pt = 0,9 atm

2º Passo: Calcular a porcentagem de CO2 na expressão abaixo:

PCO2 = XCO2
  Pt              

0,2 = XCO2
0,9          

XCO2 = 0,222 (aproximadamente) ou 22,2 %

3º Passo: Calcular a porcentagem de N2 na expressão abaixo:

PN2 = XN2
 Pt          

0,4 = XN2
0,9        

XN2 = 0,444 (aproximadamente) ou 44,4 %

4º Passo: Calcular a porcentagem de CO na expressão abaixo:

PCO = XCO
  Pt            

0,3 = XCO
0,9          

XCO = 0,333 (aproximadamente) ou 33,3 %

5º Passo: Calcular o volume parcial do CO2 na expressão abaixo:

VCO2 = XCO2
  Vt             

VCO2 = 0,222
  10               

VCO2 = 2,22 L (aproximadamente)

6º Passo: Calcular o volume parcial do N2 na expressão abaixo:

VN2 = XN2
 Vt          

VN2 = 0,333
10            

VN2 = 3,33 L (aproximadamente)

7º Passo: Calcular o volume parcial do CO na expressão abaixo:

VCO = XCO
  Vt           

VCO = 0,444
  10             

VCO = 4,44 L (aproximadamente)

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Resposta Questão 4

Letra e). A resposta é a alternativa e, porque:

I- Verdadeiro, pois, para saber a pressão parcial do sistema, basta somar todas as pressões parciais fornecidas pelo enunciado:

Pt = PA + PB + PC

Pt = 0,2 + 0,5 + 0,7

Pt = 1,4 atm

II- Verdadeiro, pois, calculando o volume parcial de cada gás, como abaixo, verificamos que A é menor:

Para A:

VA = PA
 Vt    Pt

VA = 0,2
 1     1,4

VA = 0,143 L aproximadamente

Para B:

VB = PB
Vt      Pt

VB = 0,5
1       1,4

VB = 0,357 L aproximadamente

Para C:

VC = PC
Vt      Pt

VC = 0,7
1      1,4

VC = 0,5 L

III- Verdadeiro, pois, quanto maior a pressão em um mesmo volume total, maior o número de moléculas envolvidas.

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