VOLUME 4 | QUÍMICA
Resoluções de Atividades
Sumário
Capítulo 25 – Cálculo estequiométrico II.............................................................1
Capítulo 28 – Estudo dos gases II......................................................................22
Capítulo 26 – Cálculo estequiométrico III .......................................................... 6
Capítulo 29 – Estudo dos gases III.................................................................... 28
Capítulo 27 – Estudo dos gases I...................................................................... 20
Capítulo 30 – Estudo dos gases IV................................................................... 34
Capítulo 25
Cálculo estequiométrico II
04 E
Ca(OH)2 (M = 74g/mol), CaSO4 (M = 136g/mol)
p = 80% = 0,8, visto que,
20% são impurezas
Atividades para Sala
m = 740g
Ca(OH)2(aq) + H2SO4(aq)
01 CaCO3 (M = 100g/mol), CaO (M = 56g/mol).
CaCO3(s)
100g
136g
740 · 0,8g
m
pureza dada
1000 ⋅ 56 ⋅ 0, 8g
m=
= 10 ⋅ 56 ⋅ 0, 8g
100
∴ m = 448g de CaO
56 · 0,8g
m
1000g
↓
74g
rendimento dado
↓
CaSO4(s) + 2H2O(l)
↓
m=?
∆ CaO + CO
→
(s)
2(g)
↓
r = 80% = 0,8
m = 1kg = 1000g
m=?
740 ⋅ 0, 8 ⋅ 136g 74 ⋅ 8 ⋅ 136g
=
= 8 ⋅ 136g
74
74
∴ m = 1088g de CaSO4
m=
Assim, a massa de óxido de cálcio produzida é de 448g.
Logo, a massa de CaSO4 produzida é de 1088g.
02 B
CaCO3 (M = 100g/mol), CaO (M = 56g/mol).
CaCO3(s)
∆
m = 10g
p=?
m = 4g
CaO(s) + CO2(g)
↓
NH4NO3 (M = 80g/mol), N2O (M = 44g/mol)
r=?
m = 20g
05 B
↓
100g
56g · r
20g
10g
NH4NO3(s)
rendimento pedido
r=
↓
100 ⋅ 10 100
=
∴ r = 0, 892 ou 89, 2%
56 ⋅ 20 112
Zn(s) + 2HCl(aq)
↓
ZnCl2(aq) + H2(g)
↓
65g
2g · r
65kg
1,5kg
r=
r=?
m = 1,5kg
↓
44g
4g · p
2g
p=
80 ⋅ 2 80
=
∴ p = 0, 9 ou 90%
4 ⋅ 44 88
Assim, a porcentagem de pureza do nitrato de amônio
(NH4NO3) é de 90%.
06 H2 (M = 2g/mol), H2O (M = 18g/mol)
m = 200g
1
O
2 2(g)
↓
H2(g) +
rendimento pedido
2g
m=
r = 50% = 0,5
m=?
H2O(g)
↓
rendimento dado
18 · 0,5g
200g
65 ⋅ 1, 5 1, 5
=
∴ r = 0, 75 ou 75%
2 ⋅ 65
2
Assim, o rendimento da reação é de 75%.
N2O(g) + 2H2O(g)
pureza dada
03 Zn (M = 65g/mol), H2 (M = 2g/mol).
m = 65kg
m = 2g
80g
Assim, o rendimento aproximado da reação é 89%.
∆
m
200 ⋅ 18 ⋅ 0, 5g
= 100 ⋅ 18 ⋅ 0, 5g ∴ m = 900g de H2O
2
Assim, a massa de água (H2O) produzida é 900g.
1a Série – Ensino Médio | 1
VOLUME 4 | QUÍMICA
07 HCl (M = 36,5g/mol), NaCl (M = 58,5g/mol).
p = 50% = 0,5
m = 365g
4, 8 ⋅ 2 ⋅ 56 ⋅ 0, 8ton 4, 8 ⋅ 56 ⋅ 0, 8ton
=
160
80
215, 04 ton
∴ m=
∴ m = 2, 688ton ou ∴ m = 2688kg de Fe
80
Assim, a massa de Fe produzida é de 2688kg.
m=
m=?
HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l)
↓
↓
36,5g
58,5g
365g · 0,5
m
11 E
NaNO3 (M = 85g/mol), H2SO4 (M = 98g/mol)
pureza dada
365 ⋅ 0, 5 ⋅ 58, 5g 36, 5 ⋅ 5 ⋅ 58, 5g
=
= 5 ⋅ 58, 5g
m=
36, 5
36, 5
↓
Assim, a massa de NaCl produzida é de 292,5g.
↓
85g
08 B
Mg(OH)2 (M = 58g/mol), MgCl2 (M = 95g/mol)
p=?
m = 12,2g
Mg(OH)2(col.) + 2HCl(aq) → MgCl2
(aq)
↓
+ 2H2O(l)
↓
58g
95g
pureza dada
Assim, a massa de H2SO4 consumida é de 294g.
12 A
C2H5OH (M = 46g/mol), H2O (M = 18g/mol)
r=?
m = 54g
m = 184g
C2H5OH + 3O2
pureza pedida
p=
m
16g
12,2g · p
340 ⋅ 0, 75 ⋅ 98g 24990g
=
85
85
∴ m = 294g de H2SO4
m=
98g
340g · 0,75
m = 16g
m=?
NaNO3(s) + H2SO4(aq) → NaHSO4(aq) + HNO3(aq)
∴ m = 292, 5g de NaCl
p = 75% = 0,75
m = 340g
58 ⋅ 16
928
=
∴ p = 0, 8 ou 80%
12, 2 ⋅ 95 115g
2CO2 + 3H2O
↓
Assim, a pureza do medicamento (Mg(OH)2) é 80%.
09 D
I. Cálculo da massa de calcário com 80% de pureza:
Para neutralizar uma tonelada de H2SO4, é necessário
uma tonelada de CaCO3. Para neutralizar 10.000 toneladas de H2SO4, serão necessárias 10.000 toneladas de
CaCO3.
Cada caminhão carrega 30 toneladas, contendo 80%
de CaCO3. A massa de CaCO3 carregada será:
↓
46g
3 · 18g · r
184g
54g
r=
rendimento pedido
46 ⋅ 54
46 ⋅ 3
46
=
=
∴ r = 0, 25 ou 25%
184 ⋅ 3 ⋅ 18 184 ⋅ 3 184
Atividades Propostas
m = 4,8ton
Fe2O3(s) + 3C(s)
↓
160g
4,8ton
2 | 1a Série – Ensino Médio
H2SO4(aq)
↓
98g
0,5 · m
4,9ton
pureza dada
106 ⋅ 4, 9ton 106 ⋅ 4, 9ton
10, 6 ⋅ 49 ton
=
∴
0, 5 ⋅ 98
49
49
∴ m = 10, 6 toneladas de Na2CO3 .
m=
rendimento dado
m
m = 4,9ton
106g
m=?
2 · 56 · 0,8g
p = 50% = 0,5
m=?
↓
2Fe(s) + 3CO(g)
↓
b)Na2CO3 (M = 106g/mol), H2SO4 (M = 98g/mol).
Na2CO3(aq)
Dessa forma, o número de caminhões é de aproximadamente 400.
r = 80% = 0,8
Na2CO3(aq) + H2SO4(aq) → Na2SO4(aq) + H2CO3(aq)
1 caminhão
24 toneladas
y
10.000 toneladas
y = 416 caminhões
10 A
Fe2O3 (M = 160g/mol), Fe (M = 56g/mol).
Assim, o rendimento da reação é 25%.
01 a) A reação equacionada a seguir é de dupla-troca.
II.Cálculo do número de caminhões necessários para
carregar 10.000 toneladas:
30 toneladas
100%
x
80%
x = 24 toneladas de CaCO3
Assim, a massa de Na2CO3 necessária para neutralizar
todo ácido sulfúrico (H2SO4) é de 10,6 toneladas.
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02 a) A equação da reação é dada por:
NH3(g) + CH4(g) → HCN(g) + 3H2(g)
b) I. Cálculo da massa do reagente NH3(g):
NH3(M = 17g/mol) HCN(M = 27g/mol)
NH3(g)
↓
HCN(g)
b) Equações das reações que ocorrem no forno de carbonatação:
BaSO4(s) + 4C(s) ∆ 4CO(g) + BaS(s)
∆ BaCO + Na S
BaS + Na CO
↓
rendimento dado
17g
27 · 0,8g
m
2,7kg
17 ⋅ 2, 7kg 1, 7 ⋅ 27kg
1, 7kg
=
=
0, 8 ⋅ 27
0, 8 ⋅ 27
0, 8
∴ m = 2,125kg ou 2125g de NH3( g )
m=
r = 80% = 0,8
m = 2,7kg
↓
27 · 0,8g
m
2,7kg
16 ⋅ 2, 7kg 1, 6 ⋅ 27kg 1, 6kg
=
=
27 ⋅ 0, 8
27 ⋅ 0, 8
0, 8
∴ m = 2kg ou 2000g de CH4 ( g )
m=
Assim, a massa do reagente CH4 é 2kg ou 2000g.
7H2O2 + N2H4
197 · 0,5g
4,66kg
m
Assim, a massa de carbonato de bário (BaCO3) obtida é
1,97kg.
05 I. A equação da reação:
HgS (M = 232,5g/mol), Hg (M = 200,5g/mol)
4HgS(s) + 4CaO(s)
32g
2 · 63 · 0,8g
3,78kg
4Hg(l)
↓
m
465 ⋅ 200, 5 ⋅ 0, 8kg 74586kg
=
∴ m = 320, 8kg de Hg
232, 5
232, 5
Assim, a massa de mercúrio produzida é 320,8kg.
m=
06 D
m = 3,78kg
2HNO3
↓
luminol
8H2O
2 · 63g
8 · 18g
3,78kg
m
↓
177g
164 · 0,7g
m
54g
rendimento dado
54 ⋅ 164 ⋅ 0, 7g 6199, 2g
=
177
177
∴ m = 35g do composto IV
m=
Assim, a massa do composto IV obtida é 35g.
07 A
CaCO3 (M = 100g/mol), CaO (M = 56g/mol).
m=?
↓
composto IV
↓
Assim, a massa de hidrazina (N2H4) impura é 1700g.
HNO3(M = 63g/mol H2O(M = 18g/mol)
r = 70% = 0,7
m=?
m = 54g
32 ⋅ 3, 78kg
128, 96kg
=
0, 75 ⋅ 2 ⋅ 63 ⋅ 0, 8
75, 6
∴ m = 1, 7kg ou 1700g de N2H4 .
b) Cálculo da massa de água (H2O) formada:
rendimento dado
4 · 200,5 · 0,8g
465kg
m=
↓
4 · 232,5g
pureza dada
r = 80% = 0,8
m=?
m = 465kg
4HgS(s)
rendimento dado
m · 0,75
4Hg(l) + CaSO4(s) + 4CaS(s)
II. Cálculo da massa de mercúrio (Hg):
r = 80% = 0,8
m = 3,78kg
↓
rendimento dado
4, 66 ⋅ 197 ⋅ 0, 5kg 459, 01kg
=
∴ m = 1, 97kg de BaCO3 .
233
233
m=
2HNO3 + 8H2O
↓
↓
233g
03 a) Cálculo da massa da hidrazina (N2H4):
N2H4 (M = 32g/mol), HNO3 (M = 63g/mol), H2O (M = 18g/mol).
p = 75% = 0,75
m=?
BaCO3(g) + Na2S(s)
↓
rendimento dado
16g
2 (s)
r = 50% = 0,5
m=?
BaSO4(s) + 4C(s) + Na2CO3(s)
HCN(g)
↓
3(s)
m = 4,66kg
II. Cálculo da massa do reagente CH4(g):
CH4(g)
3(s)
CH4(M = 16g/mol) HCN(M = 22g/mol)
m=?
2
(s)
BaSO4(M = 233g/mol) BaCO3(M = 147g/mol)
Assim, a massa do reagente NH3 é 2,125kg ou 2125g.
A equação da reação que ocorre no forno de calcinação é:
BaSO4(s) + 4C(s) ∆ 4CO(g) + BaS(s)
r = 80% = 0,8
m = 2,7kg
m=?
3, 78 ⋅ 8 ⋅ 18kg 544, 32kg
=
2 ⋅ 63
126
∴ m = 4, 32kg ou 4320g de H2O.
m=
CaCO3(s)
↓
Assim, a massa da água (H2O) produzida é 4320g.
04 a)BaSO4 (M = 233g/mol), BaCO3 (M = 197g/mol).
r = 90% = 0,9
m=?
m = 200g
∆
CaO(s) + CO2(g)
↓
rendimento dado
100g
56 · 0,9g
200g
m
200 ⋅ 56 ⋅ 0, 9g
= 2 ⋅ 56 ⋅ 0, 9g
100
∴ m = 100, 8g de CaO
m=
Assim, a massa de óxido de cálcio produzida é 100,8g.
1a Série – Ensino Médio | 3
VOLUME 4 | QUÍMICA
08 E
NaHCO3 (M = 84g/mol), Na2CO3 (M = 106g/mol)
r=?
m = 1,06g
m = 2g
∆
2NaHCO3(s)
Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
↓
↓
24, 5 ⋅ 0, 8 ⋅ 3 ⋅ 56 ton 0, 8 ⋅ 3 ⋅ 28 ton
=
= 0, 8 ⋅ 3 ⋅ 7ton
2 ⋅ 98
4
∴ m = 16, 8 toneladas
Assim, a massa de óxido de cálcio (CaO) necessária para
m=
reagir é 16,8 toneladas.
rendimento pedido
2 · 84g
106g · r
2g
1,06g
2 ⋅ 84 ⋅ 1, 06 0, 84 ⋅ 106
=
2 ⋅ 106
106
∴ r = 0, 84g ou 84%
r=
12 E
Nox ↑
oxidação
+2
Assim, o rendimento da reação é 84%.
Fe2O3 + 3CO
09 B
C7H6O3 (M = 138g/mol), C9H8O4 (M = 180g/mol).
t
r = 80% = 0,8
m=?
m = 1,38ton
C7H6O3 + C4H6O3
C9H8O4 + C2H4O2
↓
138g
↓
m
Após análise da equação, concluí-se que:
I. (V)O ferro (Fe) é obtido por redução da hematita
II. (F) Ocorre uma reação de oxirredução.
III.(V) Conforme os cálculos:
(Fe2O3).
1, 38 ⋅ 180 ⋅ 0, 8ton 138 ⋅ 1, 8 ⋅ 0, 8ton
m=
=
∴ m = 1, 8 ⋅ 0, 8 ton
138
138
∴ m = 1, 44 ton
Fe2O3 + 3CO
Cu2S(s) + 2Cu2O(s)
160g
200 ⋅ 0, 795 ⋅ 6 ⋅ 63, 5g 60579g
=
∴ m = 381g de Cu
159
159
Assim, a massa de cobre (Cu) produzida é 381g.
13 E
C(M = 12g/mol)
r = 80% = 0,8
m = 10kg =
10000g
m=?
2H3PO4(aq) + 3CaO(s)
CO2(g)
↓
↓
6 · 1023 moléculas
10.000 · 0,8g
Ca3(PO4)2(s) + 3H2O(l)
x=
↓
no de moléculas (x) = ?
C(s) + O2(g)
12g
m = 24,5ton
x
10.000 ⋅ 0, 8 ⋅ 6 ⋅ 10 23 1000 ⋅ 8 ⋅ 10 23
=
12
2
∴ x = 4 ⋅ 10 26 moléculas
3 · 56g
24,5 · 0,8ton
IV.(F)No monóxido de carbono (CO), o carbono sofre
oxidação.
p = 80% = 0,8
2 · 98g
1,06g
1000 ⋅ 0, 4 ⋅ 2 ⋅ 56 ⋅ 0, 75kg 4 ⋅ 2 ⋅ 56 ⋅ 75kg 33600kg
=
=
160
160
160
∴ m = 210kg de Fe
11 C
H3PO4 (M = 98g/mol), CaO (M = 56g/mol).
↓
2 · 56 · 0,75g
m=
m
pureza dada
rendimento dado
pureza dada
m=?
6 · 63,5g
200 · 0,795g
↓
↓
159g
m=
2Fe + 3CO2
1000 · 0,4kg
6Cu(s) + SO2(g)
↓
r = 75% = 0,75
m=?
↓
10 D
Ca2S (M = 159g/mol), Cu (M = 63,5g/mol)
p = 79,5% = 0,795, visto
que, 20,5 é impureza
m = 200g
P = 40% = 0,4
m = 1ton = 1000kg
Assim, a massa de "aspirina" produzida é 1,44 toneladas.
0
rendimento dado
180 · 0,8g
1,38ton
2Fe + 3CO2
Nox ↓
redução
+3
+4
m
pureza dada
4 | 1a Série – Ensino Médio
Assim, são obtidas 4 · 1026 moléculas de CO2.
VOLUME 4 | QUÍMICA
14 A
C2H4 (M = 28g/mol), C2H4O (M = 44g/mol).
r=?
m = 22kg
m = 28kg
1
O
2 2
↓
C2H4 +
Assim, a massa de sulfato de cálcio (CaSO4) obtida é 204g.
C2H4O
↓
28g
44g · r
28kg
22kg
18 D
rendimento pedido
r=
28 ⋅ 22 22
=
∴ r = 0, 5 ou 50%
28 ⋅ 44 44
NaOH (M = 40g/mol), NaCl (M = 58,5g/mol).
Assim, o rendimento do processo é 50%.
P=?
m = 200g
r = 90% = 0,9
m=?
m = 39,2g
H2SO4(aq) + Ca(OH)2(aq)
↓
98g
40g
58,5g
m = 234g
pureza pedida
m
39,2g
p=
rendimento dado
136 · 0,9g
39, 2 ⋅ 136 ⋅ 0, 9g 392 ⋅ 13, 2 ⋅ 0, 9g
=
∴ m = 4 ⋅ 13, 2 ⋅ 0, 9g
98
98
∴ m = 48, 96g de CaSO4
m=
Assim, a massa de sulfato de cálcio (CaSO4) produzida é
48,96g.
40 ⋅ 234
9360
=
∴ p = 0, 8 ou 80%
200 ⋅ 58, 5 11700
Assim, a pureza da soda cáustica é 80%.
19 A
Na (M = 23g/mol), NaOH (M = 40g/mol).
m = 3g
Na(s) + H2O(l)
16 C
↓
KClO3 (M = 122,5g/mol), O2 (M = 32g/mol).
p=?
m = 2,45g
2KClO3(s)
∆
m = 0,72g
2KCl(s) + 3O2(g)
↓
3 · 32g
0,72g
pureza pedida
2 ⋅ 122, 5 ⋅ 0, 72 176, 4g
p=
=
∴ p = 0, 75 ou 75%
2, 45 ⋅ 3 ⋅ 32
235, 2
Assim, a amostra de KClO3 apresenta uma pureza de 75%.
40g
m
3 ⋅ 40g 120g
=
∴ m = 5, 2g de NaOH
23
23
Assim, a massa de hidróxido de sódio produzida é 5,2g.
20 B
TiO2 (M = 80g/mol), O2 (M = 32g/mol).
p=?
m = 12g
m = 0,96g
3TiO2(s) + 4BrF3(l)
17 A
p = 60% = 0,6, visto
que, 40% é impurezas.
m = 185g
Ca(OH)2(aq) + H2SO4(aq)
↓
74g
3TiF4(s) + 2Br2(l) + 3O2(g)
↓
Ca(OH)2 (M = 74g/mol), CaSO4 (M = 136g/mol).
NaOH(aq) + 1 H2(g)
2
↓
3g
↓
2,45g · p
m=?
23g
m=
2 · 122,5g
↓
200g · p
CaSO4(s) + 2H2O(l)
↓
NaCl(aq) + H2O(l)
↓
H2SO4 (M = 98g/mol), CaSO4 (M = 136g/mol).
m = 234g
NaOH(s) + HCl(aq)
15 D
185 ⋅ 0, 6 ⋅ 136g 15096g
=
∴ m = 204g de CaSO4 .
74
74
m=
m=?
↓
3 · 80g
3 · 32g
12g · p
0,96g
pureza pedida
CaSO4(s) + 2H2O(l)
p=
↓
80 ⋅ 0, 96 76, 8
=
∴ p = 0, 2 ou 20%
12 ⋅ 32
384
136g
m
185 · 0,6g
pureza dada
Assim, a porcentagem de pureza do TiO2 no minério é
20%.
1a Série – Ensino Médio | 5
VOLUME 4 | QUÍMICA
21 C
C2H6O (M = 46g/mol), C4H8O2 (M = 88g/mol).
Atividades para Sala
C4H8O2 + H2O
↓
↓
46g
88 · 0,7g
m
440g
rendimento dado
01 I. Identifique o reagente em excesso:
KCl(M=74,5g/mol), AgNO3(M=170g/mol),
AgCl(M=143,5g/mol
46 ⋅ 440g 20240g
m=
=
∴ m = 328, 5g de C2H6O.
88 ⋅ 0, 7
61, 6
Assim, a massa de álcool (C2H6O) necessária é aproximadamente 328g.
m = 7,45g
m = 15,3g
CaO(s) + 2NH4Cl(s)
↓
rendimento pedido
2 · 17g · r
224g
102g
m=?
AgNO3
↓
2NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(s)
56g
r=
KCl
r=?
m = 102g
↓
↓
74,5g
170g
7,45g
x
7, 45 ⋅ 170g 74, 5 ⋅ 17g
=
∴ x = 17g de AgNO3
x=
74, 5
74, 5
III.Considere o AgNO3 como reagente limitante:
56 ⋅ 102
5712
=
∴ r = 0, 75 ou 75%
222 ⋅ 2 ⋅ 17 7616
m = 15,3g
m=?
Assim, o rendimento da reação é 75%.
KCl
AgNO3
↓
23 CHCl3 (M = 119,5g/mol), CCl4 (M = 154g/mol).
I. Cálculo da massa de CCl4(g):
CHCl3(g) + Cl2(g)
↓
CCl4(g) + HCl(g)
↓
119,5g
154 · 0,75g
11,9g
m
m=
r = 75% = 0,75
m=?
m = 11,9g
rendimento dado
11, 9 ⋅ 154 ⋅ 0, 75g 1374, 45g
=
∴ m = 11, 5g de CCl 4 ( g )
119, 5
119, 5
CCl4 (M = 154g/mol), HCl (M = 36,5g/mol).
m=?
CCl4(g) + HCl(g)
↓
154g
36,5g
11,5g
m
↓
11, 5 ⋅ 36, 5 419, 75g
=
∴ m = 2, 72g de HCl ( g )
154
154
Assim, a massa de HCl(g) é 2,72g.
6 | 1a Série – Ensino Médio
y
15,3g
KCl(aq) + AgNO3(aq)
m=
170g
IV. Calcule a massa de AgCl produzida:
II. Cálculo da massa de HCl(g):
CHCl3(g) + Cl2(g)
74,5g
reagente
em
excesso
m = 11,5g
↓
74, 5 ⋅ 15, 3g 1139, 85g
y=
=
∴ y = 6, 7g de KCl
170
170
Assim, concluímos que o KCl se encontra em excesso,
posto que para consumir 15,3g de AgNO3, são necessários apenas 6,7g de KCl. Logo, o AgNO3 é o reagente limitante.
Assim, a massa de CCl4(g) é 11,5g.
II. Considere o KCl como reagente limitante:
m = 7,45g
m = 224g
m=?
KCl(oq) + AgNO3(oq) → AgCl(s) + KNO3(oq)
22 D
CaO (M = 56g/mol), NH3 (M = 17g/mol).
Cálculo estequiométrico III
r = 70% = 0,7
m = 440g
m=?
C2H4O2 + C2H6O
Capítulo 26
↓
17,0g
143,5g
15,3g
m
m=
↓
AgCl + KNO3(aq)
15, 3 ⋅ 143, 5g 2195, 55g
=
∴ m = 12, 9g de AgCl.
170
170
Assim, a massa de AgCl produzida é 12,9g.
02 I. Identifique o reagente em excesso:
CO(M = 28g/mol), H2(M = 2g/mol), CH3O(M = 32g/mol).
m = 74,5g
m = 12g
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(l)
VOLUME 4 | QUÍMICA
II. Considere o CO(g) como reagente limitante:
m = 74,5g
CO
↓
28g
2 · 2g
74,5g
x
76 ⋅ 2kg 152kg
y=
=
∴ y = 0, 713kg de CS2 .
3 ⋅ 71
213
Concluímos que o CS2 se encontra em excesso, posto
0,713kg de CS2. Logo, o Cl2 é o reagente limitante.
28g
2 · 2g
y
12g
IV. Calcule a massa do reagente em excesso (MRE)
IV. Calcule a massa do reagente em excesso (MRE):
MRE = MRE(dada) – MRE (que reage)
MRE = 1,0kg – 0,713kg = 0,287kg de CS2(l).
V. Calcule a massa do CCl4(l) produzida:
m = 2kg
MRE = MRE(dada) – MRE(que reage)
MRE = 12,0g – 10,64g ∴ MRE = 1,36g de H2(g).
V. Massa do metanol (CH3OH) produzida:
m = 74,5g
reagente
em excesso
↓
m=?
↓
28g
32g
74,5g
m
m=
CS2(l) + 3Cl2(g)
reagente
em
excesso
CH3OH(l)
74, 5 ⋅ 32g 2384g
=
∴ m = 85,14g de CH3OH( l )
28
28
Assim, a massa de metanol (CH3OH) produzida é
85,14g.
I. Identifique o reagente em excesso:
m = 2kg
CS2(l) + 3Cl2(g)
CS2
3Cl2
↓
76g
3 · 71g
1kg
x
x=
2 ⋅ 154kg 308kg
=
∴ m = 1, 446kg de CCl 4 .
3 ⋅ 71
213
Assim, são produzidos 1,446kg de CCl4(l).
I. Identifique o reagente em excesso:
Al(M=27g/mol), Cr2O3(M=152g/mol), Cr(M=52g/mol)
m = 5,4kg
m = 2kg
2Al(s) + Cr2O3(s)
m=?
↓
m
2kg
Al2O3(s) + 2Cr(s)
CCl4(l) + S2Cl2(l)
II. Considere o CS2(l) como reagente limitante:
m = 1kg
154g
04 C
M(CS2)=76g/mol), Cl2(M=71g/mol), CCl4(M=154g/mol).
m = 1kg
↓
3 · 71g
m=
m=?
CCl4(l) + S2Cl2(l)
↓
03 A
2kg
que, para consumir 2kg de Cl2, são necessários apenas
28 ⋅ 12g 336g
y=
=
∴ y = 84g deCO( g ) .
4
4
Assim, concluímos que o H2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 74,5g de CO, são necessários
apenas 10,64g de H2. Logo, o CO é o reagente limitante.
3 · 71g
y
↓
2H2(g) + CO(g)
↓
76g
2H2
↓
3Cl2
↓
m = 12g
CO
m = 2kg
m = 1kg
CS2
↓
m=?
III.Considere o Cl2(g) como reagente limitante:
2H2
74, 5 ⋅ 4g 298g
x=
=
∴ x = 10, 64g de H2( g ) .
28
28
III.Considere o H2(g) como reagente limitante.
m=?
1⋅ 3 ⋅ 71kg 213kg
=
∴ x = 2, 8kg de Cl 2 .
76
76
II. Considere o Al como reagente limitante.
m = 5,4kg
2Al
m=?
Cr2O3
↓
↓
2 · 27g
152g
5,4kg
x
x=
5, 4 ⋅ 152kg 54 ⋅ 15, 2kg
=
∴ x = 15, 2kg de Cr2O3 .
2 ⋅ 27
54
1a Série – Ensino Médio | 7
VOLUME 4 | QUÍMICA
III.Considere o Cr2O3 como reagente limitante:
m=?
2Al
↓
III.Considere o O2 como reagente limitante:
m = 20kg
1
O
2 2
↓
↓
H2
↓
152g
y
20kg
m = 90kg
m=?
Cr2O3
2 · 27g
y=
1
32g
2
90kg
2g
2 ⋅ 27 ⋅ 20kg 2160kg
=
∴ y = 14, 2kg de Al
152
152
Concluímos que o Cr2O3 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 5,4kg de Al, são necessários
y
apenas 14,5kg de Cr2O3. Logo, o Al é o reagente limitante.
2 ⋅ 90g 180g
=
∴ y = 11, 25g de H2
16
16
y=
Assim, concluímos que o O2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 10g de H2, são necessários
apenas 80g de O2. Logo, o H2 é o reagente limitante.
IV. Calcule a massa de H2O produzida:
m=?
m = 10kg
IV. Calcule a massa de Cr produzida:
1
H2(g) + O2(g)
2
reagente
↓
em excesso
m = 5,4kg
m=?
2Al(s) + Cr2O3(s)
Al2O3(s) + 2Cr(s)
reagente
↓
em excesso
↓
2·27g
2·52g
5,4kg
m
5, 4 ⋅ 52kg 2808kg
m=
=
∴ m = 10, 4kg deCr.
27
27
↓
2g
18g
10g
m
m=
H2O(g)
10 ⋅ 18g 180g
=
∴ m = 90g de H2O.
2
2
Assim, a massa de H2O produzida é 90g.
06 I. Identifique o reagente em excesso:
NH3(M=17g/mol)
A massa de Cr produzida é 10,4kg.
n = 27mol
n = 10mol
3H2(g) + N2(g)
05 I. Identifique o reagente em excesso:
↓
3mols
H2O(g)
reagente
em excesso
3H2
m = 2kg
1
H2(g) + O2(g)
2
II. Considerando o H2 como reagente limitante, temos:
n = 27mols
H2(M = 2g/mol), O2(M = 32g/mol), H2O(M = 18g/mol).
m = 10g
II. Considere o H2 como reagente limitante:
m=?
2NH3(g)
n=?
N2
↓
1mol
27mols
n
27 ⋅ 1mol
n=
∴ n = 9mol de N2
3
III.Considere o N2 como reagente limitante:
m = 10g
1
O
2 3
↓
↓
1
2g
·32g
2
10g
x
H2
x=
10 ⋅ 16g 160g
=
∴ x = 80g de O2 .
2
2
8 | 1a Série – Ensino Médio
n=?
3H2
↓
3mols
y
n = 10mols
N2
↓
1mol
10mols
y = 3 ⋅ 10mols ∴ y = 30mol de H2 .
VOLUME 4 | QUÍMICA
Assim, concluímos que o N2 se encontra em excesso,
IV. Calcule a massa de H2O produzida:
visto que, para consumir 27mols de H2, são necessários
2NaOH(aq) + H2SO4(aq)
m=?
3H2(g) + N2(g)
2NH3(g)
reagente
↓
em excesso
3 mols
2·17g
27mols
m
m=
↓
↓
2 · 40g
2 · 18g
16g
m
m=
27 ⋅ 2 ⋅ 17g 918g
=
∴ m = 306g deNH3 .
3
3
Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
reagente
em excesso
↓
IV. Calcule a massa de NH3 produzida:
n = 27mols
m=?
m = 16g
apenas 9mols de N2. Logo, o H2 é o reagente limitante
16 ⋅ 18g 288g
=
∴ m = 7, 2g deH2O.
40
40
Assim, a massa de H2O produzida é 7,2g.
08 I. Identifique o reagente em excesso:
No de moléculas = 185
No de moléculas = 381
Assim, a massa de NH3 produzida é 306g.
2SO2(g) + 1O2(g)
2SO3(g)
07 I. Identifique o reagente em excesso:
NaOH(M = 40g/mol), H2SO4(M = 98g/mol), H2O(M = 18g/mol)
II. Considere o SO2 como reagente limitante.
No de moléculas = 185
m = 16g
m = 20g
2NaOH(aq) + H2SO4(aq)
m=?
2NaOH
↓
H2SO4
↓
2 · 40g
16g
x=
No de moléculas = ?
2SO2
x
H2SO4
↓
98g
20g
80 ⋅ 20g 1600g
y=
=
∴ y = 16, 32g de NaOH.
98
98
Assim, concluímos que o H2SO4 se encontra em
excesso, posto que, para consumir 16g de NaOH, são
necessários apenas 16,32g de H2SO4. Logo, o NaOH é
o reagente limitante.
No de moléculas = 381
1O2
↓
↓
2 moléculas
1 molécula
381 moléculas
y
y = 2 ⋅ 381 moléculas ∴ y = 762 moléculas.
m = 20g
m=?
y
x
185 moléculas
x=
deO2 .
2
III.Considere o O2 como reagente limitante:
2 · 40g
1 molécula
185 molécula
98g
III.Considere o H2SO4 como reagente limitante:
↓
↓
2 moléculas
16 ⋅ 98g 1568g
=
∴ x = 19, 6g de H2SO4 .
80
80
2NaOH
1O2
↓
II. Considere o NaOH como reagente limitante:
m = 16g
2SO2
Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
No de moléculas = ?
Assim, concluímos que o O2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 185 moléculas de 1O2, são
185
necessárias apenas
moléculas de O2. Logo, o SO2
2
é o reagente limitante.
IV. Cálculo do número de moléculas de SO3:
No de moléculas = 185
2SO2(g) + 1O2(g)
reagente
em excesso
↓
2 moléculas
185 moléculas
No de moléculas = ?
2SO3(g)
↓
2 moléculas
x
x = 185 moléculas deSO3 .
Assim, o número de moléculas de SO3 é 185.
1a Série – Ensino Médio | 9
VOLUME 4 | QUÍMICA
09 I. Identifique o reagente em excesso.
II. Calcule a massa de H2SO4 produzida a partir da equação global. S(M=32g/mol), H2SO4(M=98g/mol).
N2(M=28g/mol), H2(M=2g/mol), NH3(M=17g/mol):
m = 140g
p = 2,5%=0,025
m = 12,8kg
m = 28g
N2(g) + 3H2(g) → 2NH3g
3H2
↓
x=
18g
28 ⋅ 18g 504g
=
∴ x = 84g de N2( g ) .
6
6
III.Considere o N2 como reagente limitante:
↓
↓
28g
6g
y=
12,8 · 0,025kg
m
12, 8 ⋅ 0, 025 ⋅ 98kg 31, 36kg
=
∴ m = 0, 98kg de H2SO4 .
32
32
Assim, a massa de H2SO4 produzida é 0,98kg.
11 I. Balanceie e some as equações sucessivas para obtenção da equação global.
3Fe(s) + 4H2O(v)
4H2(g) + Fe3O4(s)
Fe O4(s) + 4CO(g)
3Fe(s) + 4CO2(g)
+_____________________________________________
3Fe(s) + 4H2O(v) + 4CO(g)
3H2
3Fe(s) + 4H2(g) + 4CO2(g)
II. Calcular a massa de monóxido de carbono (CO) necessária a partir da equação global.
CO(M = 28g/mol), H2(M = 2g/mol).
y
140g
8 · 98g
3
m=?
m = 140g
N2
8 · 32g
m=
3 · 2g
m
↓
pureza dada
↓
28g
8H2SO4(aq)
↓
m = 18g
N2
S8(s) + 12O2(g) + 8H2O(l)
II. Considere o H2 como reagente limitante:
m=?
m=?
140 ⋅ 6g 848g
=
∴ y = 30g de H2( g ) .
28
28
m = 1 · 105kg
m=?
3Fe(s) + 4H2O(v) + 4CO(g)
3Fe(s) + 4H2(g) + 4CO2(g)
↓
↓
Assim, concluímos que N2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 18g de H2, são necessários
apenas 84g de N2. Logo, o H2 é o reagente limitante.
Assim, a massa de CO necessária é 1,4·106kg de CO.
IV. Calcule a quantidade máxima de NH3 produzida:
N2(g) + 3H2(g)
reagente
em excesso
↓
2NH3(g)
↓
3·2g
2·17g
18g
m
m=
18 ⋅ 2 ⋅ 17g ¨ 306g
=
∴ m = 102g deNH3( g ) .
3⋅ 2
3
Assim, a quantidade máxima de NH3 produzida é 102g.
I. Balanceie e some as equações sucessivas para obtenção da equação global:
S8(s) + 8O2(g)
8SO2(g) + 4O2(g)
8SO2(g)
8SO3(g)
8SO3(g) + 8H2O(l)
1
Ca3P2(s) + 3H2O(l)
2
3
Ca(OH)2(s) + PH3(g)
2
1
Ca3P2(s) + 3H2O(l) + 2O2(g)
2
S8(s) + 12O2(g) + 8H2O(l)
8H2SO4(aq)
10 | 1a Série – Ensino Médio
3
Ca(OH)2(s) + H3PO4(l)
2
II. Calcule a quantidade de matéria de H2O a partir da
equação global.
1
Ca3P2
2
↓
1
mol
2
0,5mol
8H2SO4(aq)
+_______________________________
1 · 105kg
m
n = 0,5mol
10 C
4 · 2g
+ PH3(g) + 2O2(g)
H3PO4(l)
________________________________________________
4 · 28g
12 B
I. Some as equações sucessivas para obtenção da equação global.
m=?
m = 18g
n=
n=?
3H2O
↓
3mols
n
0, 5 ⋅ 3mols
∴ n = 3mols de H2O.
0, 5
.
VOLUME 4 | QUÍMICA
III.Calcule a quantidade de matéria de O2 a partir da
equação global.
n = 0,5mol
1
Ca3P2
2
↓
64g
↓
192g
2mols
0,5mol
n
0, 5 ⋅ 2mols
∴ n = 2mols de O2 .
0, 5
01 I. Balanceie e some as equações sucessivas para obtenção da equação global.
6C(s) + 3O2(g) → 6CO(g)
1
O
SO3(g)
2 2(g)
+_________________________
SO2(g) +
S(s)
6C(s) → 4Fe(s)
m=
rendimento dado
80 · 0,5g
64g
m
64 ⋅ 80 ⋅ 0, 5g 2560g
=
∴ m = 80g de SO3 .
32
32
Assim, a massa de SO3 produzida é 80g.
04 a) Calcule a massa de carbeto de cálcio (CaC2) a partir da
equação a seguir:
CaO(M = 56g/mol), CaC2(M = 64g/mol).
4 · 56g
m
↓
32g
m=
↓
SO3(g)
↓
2Fe2O3(s) + 6C(s) + 3O2(g) → 4Fe(s) + 6CO2(g)
m = 1ton = 1000kg
r = 50%=0,5
m=?
m = 64g
6CO(g) + 2Fe2O3(s) → 4Fe(s) + 6CO2(g)
+_________________________________________
II. Calcule a massa de carvão (C) consumida a partir da
equação global.
SO3(g)
II. Calcule a massa de SO3 produzida a partir da equação
global.
6 · 12g
m
S(s) + 3 O2(g)
2
Atividades Propostas
↓
172g
03 I. Some as equações sucessivas para obtenção da equação global.
S(s) + O2
SO2(g)
m=?
↓
192 ⋅ 172g 33024g
m=
=
∴ m = 516g de CaSO4 ⋅ 2H2O
64
64
Assim, a massa de gesso produzida é 516g.
Assim, as quantidades de matéria de H2O e O2 são,
respectivamente, 3mols e 2mols.
CaSO4 · 2H2O
2O2
1
mol
2
n=
SO2
n=?
↓
m=?
m = 192g
1000kg
m=?
m = 280,5g
6 ⋅ 12 ⋅ 1000kg 72000kg
=
∴ m = 321, 4kg de C.
4 ⋅ 56
224
CaO + 3C
CaC2 + CO
↓
Assim, a massa de carvão (C) consumida é 321,4kg.
02 I. Some as equações sucessivas para obtenção da equação global.
SO2 + H2O
HSO–3 + H+ +
H+ + HSO3–
1
O
2 2
SO42– + 2H+ + Ca(OH)2
2H+ + SO42–
SO2 +
1
O + Ca(OH)2
2 2
CaSO4 · 2H2O
+_____________________________________________
CaSO4 · 2H2O
II. Calcule a massa de gesso (CaSO4·2H2O) produzida a
partir da equação global.
SO2(M=64g/mol), CaSO4 · 2H2O(M=172g/mol)
64g
280,5g
m
280, 5 ⋅ 64g 17952g
=
∴ m = 320, 57g de CaC2 .
56
56
Assim, a massa de CaC2 produzida é 320,57g.
b) Some as equação sucessivas para obtenção da equação global.
CaO + 3C
CaC2 + 2H2O
56g
m=
↓
CaC2 + CO
C2H2 + Ca(OH)2
+__________________________________________
CaO + 3C + 2H2O
C2H2 + CO + Ca(OH)2
Calcular a massa de gás acetileno (C2H2) a partir da
equação global.
1a Série – Ensino Médio | 11
VOLUME 4 | QUÍMICA
CaO(M = 56g/mol), C2H2(M = 26g/mol).
m=?
m = 280,5g
CaO
N2
↓
56g
3H2
↓
26g
280,5g
m=?
m = 7g
C2H2
↓
Considere o N2 como reagente limitante:
↓
28g
m
3·2g
y=
7 ⋅ 3 ⋅ 2g 42g
=
∴ y = 1, 5g de H2 .
28
28
280, 5 ⋅ 26g 7293g
m=
=
∴ m = 130, 23g de C2H2 .
56
56
Assim, a massa de C2H2 produzida é 130,23g.
7g
y
Assim, concluímos que o H2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 7g de N2, são necessário 1,5g
de H2. Logo, o N2 é o reagente limitante.
05 I. Identifique o reagente em excesso considerando a
água (H2O) como reagente limitante.
n = 2mols
n = 1mol
II. Calcule a massa de amônia (NH3) produzida:
catalizador
3H2(g) + N2(g) 2NH3(g)
↓
↓
2Fe2S3(s) + 6H2O(l) + 3O2(g) → 4Fe(OH)3(s) + 6S(3)
↓
↓
reagente
em
excesso
↓
2mols → 6mols → 6mols
x → 2mols → y
II. x = ?
2 ⋅ 2mol 6mol
x=
=
∴ x = 0, 67mol de Fe2S3
6
6
III. y = ?
2 ⋅ 3mol 6mol
y=
=
∴ x = 1mol deO2
6
6
IV. Calcule a quantidade (em mols) de Fe(OH)3 produzida.
n = 2mols
2Fe2S3(s) + 6H2O(l) + 3O2(g)
reagente
em excesso
4Fe(OH)3(s) + 6S(s)
↓
6mols
↓
4mols
2mols
n
2 ⋅ 4mol 8mol
=
∴ n = 1, 33mol de Fe(OH)3 .
6
6
n=
n=?
n = 3mols
N2(g) + 3H2(g)
N2
↓
28g
m=?
2NH3(g)
x
Logo, a massa de NH3 produzida é 8,5g.
MER = massa dada – massa que reage
28 ⋅ 3g 84g
=
∴ x = 14g de N2 .
6
6
12 | 1a Série – Ensino Médio
↓
3,0g
–
↓
1,5g
= 1,5g de H2
Assim, a massa em excesso do reagente é de 1,5g.
catalizador
N2 + 3H2 2NH3
II. Considere o N2 como reagente limitante:
n=?
n = 30mol
N2
3H2
↓
↓
1mol
3mol
30mol
x = 3 ⋅ 30mol ∴ x = 90mol de H2 .
x
III.Considere o H2 como reagente limitante.
n=?
N2
n = 75mol
3H2
↓
↓
1mol
3mol
↓
3g
3 ⋅ 2 ⋅ 17g 238
=
∴ m = 8, 5g de NH3 .
28
28
n = 30mol
n = 75mol
3H2
x=
m
I. Identifique o reagente em excesso:
m=3g
3·2g
3g
2 · 17g
07 B
Considere o H2 como reagente limitante:
m=?
MER = 06 a) Identifique o reagente em excesso:
N2 (M = 28g/mol), H2 (M = 2g/mol), NH3 (M=17g/mol)
n = 3g
28g
m=
Assim, a quantidade de Fe(OH)3 (em mols) é 1,33.
n = 7g
b) Sim. O hidrogênio é o reagente em excesso.
Calcule a massa em excesso do reagente (MER):
Assim, concluímos que o Fe2S3 e o O2 se encontram em
excesso, posto que, para consumir 2mols de H2O, são
necessário apenas 0,67mol de Fe2S3 e 1mol de O2.
n = 1mol
m=?
m = 3g
n = 3mols
y
75mol
y=
75mol
∴ y = 25mol de N2 .
3
Assim, concluímos que o N2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 75g de H2, são necessários
25mols de N2. Logo, o H2 é o reagente limitante.
VOLUME 4 | QUÍMICA
IV. Calcule a massa de amônia (NH3) produzida:
n = 75mol
N2
↓
n=
2NH3
3H2
reagente
em excesso
n=?
↓
3mol
2mol
75mol
n
09 D
I. Identifique o reagente em excesso:
m = 336g
m = 60g
CO(g) + 2H2(g)
II. Considere o CO como reagente limitante:
m = 336g
Assim, a quantidade de NH3 produzida, em mols, teoricamente é 50.
2H2
↓
↓
m=?
2H2S + SO2
3S + 2H2O
II. Considere o H2S como reagente limitante:
n = 5mol
n=?
2H2S
↓
y
2mol
y = 2 ⋅ 2mol ∴ y = 4mol de H2S.
↓
32g
336g
m
336 ⋅ 32g 10752g
=
∴ m = 384g de CH3OH.
28
28
Assim, a massa máxima de metanol (CH3OH) produzida é 384g e o reagente em excesso é H2.
Assim, concluímos que o H2S se encontra em excesso,
10 C
visto que, para consumir 2mols de SO2, são necessá-
rios 4mols de H2S. Logo, o SO2 é o reagente limitante.
NaOH(M = 40g/mol), H2SO4(M = 98g/mol),
H2O(M = 18g/mol) e Na = 6,02 · 1023mol–1
I. Identifique o reagente em excesso:
IV.Calcule a quantidade de matéria de enxofre produ-
m = 80g
zida.
n = 2mol
2H2S + SO2
n=?
3S + 2H2O
reagente
em
excesso
↓
↓
1mol
3mol
2mol
n
CH3OH(l)
28g
m=
↓
1mol
m=?
reagente
↓
em excesso
SO2
2mol
28 ⋅ 60g 1680g
=
∴ y = 420g de CO.
4
4
CO(g) + 2H2(g)
5mol
∴ x = 2, 5mol de SO2 .
2
n = 2mol
↓
y=
IV. Calcule a massa de metanol (CH3OH) produzida:
III.Considere o SO2 como reagente limitante:
2H2S
x=
x
n=?
2 · 2g
m = 336g
1mol
5mol
↓
y
60g
Assim, concluímos que o H2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 336g de CO, são necessários
48g de H2. Logo, o CO é o reagente limitante.
↓
2mol
↓
SO2
336 ⋅ 4g 1344g
=
∴ x = 48g de H2 .
28
28
2H2
28g
n = 2mol
x=
m = 60g
CO
I. Identifique o reagente em excesso:
n = 5mol
2 · 2g
336g
x
III.Considere o H2 como reagente limitante:
08 C
m=?
CO
75 ⋅ 2mol 150mol
=
∴ n = 50mol de NH3
3
3
28g
CH3OH(l)
n = 2 ⋅ 3mol ∴ n = 6mol de S.
Assim, a quantidade de matéria de enxofre (S) produzida é 6mols.
m = 98g
NaOH(aq) + H2SO4(aq)
Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
II. Considere o NaOH como reagente limitante:
m = 80g
2NaOH
m=?
H2SO4
↓
2 · 40g
80g
↓
98g
x
x=
80 ⋅ 98g
∴ x = 98g de H2SO4 .
80
1a Série – Ensino Médio | 13
VOLUME 4 | QUÍMICA
III.Considere o H2SO4 como reagente limitante:
m=?
2NaOH
11 I. Identifique o reagente em excesso:
m = 98g
H2SO4
↓
↓
2 · 40g
98g
y
m = 13,2g
clorofila
6CO2 + 6H2O →
C6H12O6 + 6O2
II. Considere a água (H2O) como reagente limitante:
m=?
98g
m = 80g
2NaOH
↓
2 · 40g
m=?
↓
m = 13,2g
6CO2 + 6H2O
↓
x=
13,2g
m
m=
2 · 6,02 · 1023 moléculas
12 C
I. Some as equações sucessivas para obtenção da equação global:
CaCO
CaO + CO
x
VI.Calcule a quantidade de matéria de H2O produzida:
m = 80g
2 · 40g
80g
n=
n=?
2H2O
↓
2mol
n
80 ⋅ 2mol
∴ n = 2mol de moléculas de H2O.
80
Assim, a quantidade de água obtida é 1,204 · 1024 moléculas.
14 | 1a Série – Ensino Médio
Assim, a massa de glicose obtida é 8,96g.
3(s)
(s)
CaO(s) + SO2(g)
∴ x = 1, 204 ⋅ 10 24 moléculas
↓
13, 2 ⋅ 180g 2376g
=
∴ m = 8, 96g de C6H12O6 .
6 ⋅ 44
264
80 ⋅ 2 ⋅ 6, 02 ⋅ 10 23
∴ x = 12, 04 ⋅ 10 23 ou
80
2NaOH
↓
↓
2 · 40g
80g
C6H12O6 + 6O2
180g
no de moléculas = ?
2H2O
clorofila
6 · 44g
V. Calcule o número de moléculas de H2O produzidas:
2NaOH
m=?
reagente
↓
em excesso
Assim, a massa de H2O produzida é 36g.
m = 80g
Assim, concluímos que a H2O se encontra em excesso,
posto que, para consumir 13,2g de CO2, são necessárias apenas 5,4g de H2O. Logo, o CO2 é o reagente
limitante.
III.Calcule a massa de glicose (C6H12O6) obtida:
80 ⋅ 36g
∴ m = 36g de H2O.
80
m=
10g
44 ⋅ 10g 440g
=
∴ x = 24, 4g de CO2 .
18
18
x=
2H2O
2 · 18g
6 · 18g
x
m
80g
↓
6 · 44g
IV. Calcule a massa de água (H2O) produzida:
6H2O
↓
Assim, concluímos que não há reagente em excesso,
visto que, para consumir 80g de NaOH, são necessários 98g de H2SO4.
m = 10g
6CO2
98 ⋅ 80g
∴ y = 80g de NaOH.
98
y=
m = 10g
2(g)
CaSO3(s)
+_____________________________________
CaCO3(s) + SO2(g)
CaSO4(s) + CO2(g)
CaCO3 (M = 100g/mol), SO2(g) (M = 64g/mol)
II. Calcule a massa de calcário (CaCO3) consumida por
hora:
m = 12,8kg
m = ?
CaCO3
↓
100g
m
m=
SO2
↓
64g
12,8kg
100 ⋅ 12, 8kg 1280kg
=
∴ m = 20kg de CaCO3 / hora.
64
64
VOLUME 4 | QUÍMICA
III. Calcule a massa de calcário (CaCO3) consumida por dia:
1hora
m = 32g
20kg
reagente
em excesso
m = 24 ⋅ 20kg ∴ m = 480kg de CaCO3 / dia.
Assim, a massa mínima de CaCO3, por dia, necessária
é 480kg.
I. Supondo-se a formação do N2O3, citado nas alternativas A e E.
2N2O3
↓
↓
3 · 32g
32g
2 · 76g
m
2 ⋅ 76g 152g
=
∴ m = 50, 6g de N2O3 .
3
3
Assim, concluímos que a alternativas A e E estão
incorretas.
m=
13 D
m=?
2N2 + 3O2
m
(1 dia) 24horas
•Calcule a massa de N2O3 produzida:
•Identifique o reagente em excesso:
N2(M=28g/mol), O2(M=32g/mol).
m=20g
II. Supondo-se a formação do NO citado nas alternativas
B e C.
•Identifique o reagente em excesso:
m=20g
m = 32g
m = 32g
2N2 + 3O2
2N2O3
N2 + O2
Suponha N2 como reagente limitante:
m = 20g
Suponha N2 como reagente limitante.
N2
m = 20g
2N2
m=?
2 · 28g
20g
↓
3 · 32g
x
28g
32g
m=?
Suponha O2 como reagente limitante:
m = 32g
3O2
↓
2 · 28g
y
↓
3 · 32g
32g
2 ⋅ 28g 56g
y=
=
∴ y = 18, 7g de N2 .
3
3
Assim, concluímos que o N2 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 32g de O2, são necessários
apenas 18,7g de N2.
Calcule a massa de N2 que está em excesso:
Massa de N2 em excesso = 20 – 18,7g = 1,3g de N2
x=
20 ⋅ 32g 640g
=
∴ x = 22, 8g de O2 .
28
28
m = 32g
N2
O2
↓
28g
2N2
↓
20g
x
Suponha O2 como reagente limitante:
20 ⋅ 3 ⋅ 32g 1920g
x=
=
∴ x = 34, 28g de O2 .
2 ⋅ 28
56
m=?
m=?
O2
↓
3O2
↓
2NO
↓
32g
y
32g
y=
32 ⋅ 28g
∴ y = 28g de N2 .
32
Assim, concluímos que o O2 se encontra em excesso,
posto que, para consumir 20g de N2, são necessários
apenas 22,8g de O2.
Calcule a massa de O2 que está em excesso:
Massa de O2 em excesso = 32g – 22,8g = 9,2g de O2.
•Calcule a massa de NO produzida.
m = 20g
N2
m=?
O2
reagente
↓
em excesso
2NO
↓
28g
2 · 30g
20g
m
m=
20 ⋅ 2 ⋅ 30g 1200
=
∴ m = 42, 8g de NO.
28
28
Assim, concluímos que as alternativas B e C são
incorretas.
1a Série – Ensino Médio | 15
VOLUME 4 | QUÍMICA
III. Supondo-se a formação do NO2 citado na alternativa D.
II. Considere o CaO como reagente limitante:
m = 112g
• Identifique o reagente em excesso:
m=?
CaO
m=20g
↓
m = 32g
N2 + 2O2
2NO2
112 ⋅ 2 ⋅ 53, 5g 224 ⋅ 53, 5g
=
= 4 ⋅ 53, 5g
56
56
∴ x = 214g de NH4Cl
↓
III.Considere o NH4Cl como reagente limitante:
2 · 32g m = 20 ⋅ 2 ⋅ 32g = 1280g
28
28
m
∴ m = 45, 7g de O2
28g
20g
m=?
2·32g
32g
y
y=
28g
∴ y = 14g de N2 .
2
IV. Calcule a massa de amônia (NH3) produzida:
Assim, concluímos que o N2 se encontra em excesso,
m = 112g
posto que, para consumir 32g de O2, são necessá-
m=
2O2
2NO2
↓
↓
32g
2 · 46g
m
m = 46g de NO2 .
Portanto, a alternativa D está correta.
Assim, a massa de NH3 produzida é 68g.
m=2,7g
m = 4g
2Al(s) + 3Cl2(g)
2AlCl3(s)
II. Considere o Al como reagente limitante:
14 A
m = 2,7g
I. Identifique o reagente em excesso:
112 ⋅ 2 ⋅ 17g
= 2 ⋅ 2 ⋅ 17g ∴ m = 68g de NH3 .
56
15 A
I. Identifique o reagente em excesso:
Al(M=27g/mol), Cl2(M=71g/mol), AlCl3(M=135,5g/mol)
m
m=?
m = 32g
2 · 17g
112g
• Calcule a massa de NO2 produzida:
2 · 32g
CaO(M=56g/mol), NH4Cl(M=53,5g/mol).
m=112g
2Al
↓
2 · 27g
m = 224g
CaO(s) + 2NH4Cl(s)
↓
56g
Massa de N2 em excesso = 20g – 14g = 6g de N2
2NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(g)
reagente
↓
em excesso
Calcule a massa de N2 que está em excesso:
reagente
em excesso
m=?
CaO(s) + 2NH4Cl(s)
rios apenas 14g de N2.
→
224g
56 ⋅ 224g 12544g
=
2 ⋅ 53, 5
107
∴ y = 117, 23g de CaO
y=
Assim, concluímos que o NH4Cl se encontra em
excesso, visto que, para consumir 112g de CaO, são
necessários 117,23g de NH4Cl. Logo, o CaO é o reagente limitante.
↓
28g
2 · 53,5g
y
2O2
↓
↓
56g
m = 32g
N2
2NH4Cl
↓
m=?
N2
m = 224g
CaO
Supondo O2 como reagente limitante:
x
x=
2O2
↓
2 · 53,5g
112g
m=?
N2
↓
56g
Suponha N2 como reagente limitante:
m = 20g
2NH4Cl
2NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(s)
16 | 1a Série – Ensino Médio
2,7g
m=?
3Cl2
↓
3·71g x = 2, 7 ⋅ 3 ⋅ 71g = 27 ⋅ 3 ⋅ 7,1g = 21, 3g
2 ⋅ 27
2 ⋅ 27
2
x
∴ x = 10, 65g de Cl 2 .
VOLUME 4 | QUÍMICA
III.Considere o Cl2 como reagente limitante:
m=?
↓
m = 10g
Assim, concluímos que o Al se encontra em excesso,
visto que, para consumir 4g de Cl2, são necessários
1,01 de Al. Logo, o Cl2 é o reagente limitante.
m = 4g
2Al + 3Cl2(g)
10g
m=?
3 · 71g
m=
m
4 ⋅ 2 ⋅ 133, 5g 1068g
=
∴ m = 5, 01g de AlCl 3 .
3 ⋅ 71
213
2
2
3
8SO3
8SO3 + 8H2O
8H2SO4
8H2SO4 + 2Fe2O3
II. Calcule a massa de H2SO4 produzida a partir da equação global:
FeS2 (M = 120g/mol), H2SO4 (M = 98g/mol).
m = 60kg
m=?
4FeS2 + 15O2 + 8H2O → 8H2SO4 + 2Fe2O3
↓
4 · 120g
8 · 98g
60kg
m
m=
↓
6 ⋅ 8 ⋅ 98kg 4704kg
=
∴ m = 98kg de H2SO4 .
4 ⋅ 12
48
Assim, a massa de H2SO4 produzida é 98kg.
17 B
I. Identifique o reagente em excesso:
C4H10(M=58g/mol), O2(M=32g/mol), H2O(M=18g/mol)
m=10g
m = 10g
2C4H10 + 13O2 → + 8CO2 + 10H2O
10g
2 ⋅ 58 ⋅ 10g 1160g
=
13 ⋅ 32
416
∴ y = 2, 7g de O2
y=
Assim, concluímos que o CH4 se encontra em excesso,
visto que, para consumir 10g de O2, são necessários
apenas 2,7g de O2. Logo, o O2 é o reagente limitante.
2C4H10 + 13O2
reagente
em
excesso
8CO2 + 10H2O
↓
↓
13 · 32g
m=
+________________________________________
4FeS2 + 15O2 + 8H2O
y
2
8SO2 + 4O2
13 · 32g
m = 10g
16 E
I. Balanceie e some as equações sucessivas para obtenção da equação global:
4FeS + 11O
2Fe O + 8SO
2
↓
IV. Calcule a massa de água (H2O) produzida:
Assim, a massa de AlCl3 produzida é 5,01g.
13O2
↓
2 · 133,5g
4g
m = 10g
2CH4
↓
x=
x
2 · 58g
2AlCl3(s)
10 ⋅ 13 ⋅ 32g 4160g
=
2 ⋅ 58
116
∴ x = 35, 8g de CH4
13 · 32g
III.Considere o O2 como reagente limitante:
m=?
↓
↓
2 · 58g
IV.Calcule a massa de cloreto de alumínio (AlCl3) produzida:
reagente
em excesso
13O2
↓
3 · 71g y = 2 ⋅ 27 ⋅ 4g = 216g
3 ⋅ 71
213
4g
∴ y = 1, 01g de Al.
y
m=?
2CH4
↓
2 · 27g
II. Considere o CH4 como reagente limitante:
3Cl2
2Al
m = 4g
10 · 18g
m
10g
10 ⋅ 10 ⋅ 18g 1800g
=
∴ m = 4, 3g de H2O.
13 ⋅ 32
416
Assim, a massa de H2O produzida é 4,3g
18 B
I. Equação da reação:
2Na(s) + Cl2(g)
2NaCl(s) ou
Na(s) +
1
Cl 2( g )
2
NaCl(s)
II. Identifique o reagente em excesso:
Na(M=23g/mol), Cl2(M=71g/mol).
m = 1g
m=1g
2Na(s) + Cl2(g)
2NaCl(s)
III.Considere o sódio (Na) como reagente limitante:
m=?
m = 1g
2Na
↓
2 · 23g
1g
Cl2
↓
2 · 35,5g
x
x=
35, 5g
∴ x = 1, 543g de Cl 2
23
1a Série – Ensino Médio | 17
VOLUME 4 | QUÍMICA
IV. Considere o cloro (Cl2) como reagente limitante:
m=?
m = 1g
↓
y=
1g
23g
∴ y = 0, 647g de Na
35, 5
V. Calcule a massa de Na em excesso:
Massa de Na em excesso = massa dada – massa que
reage
Massa de Na em excesso = 1g – 0,647g = 0,362g
Assim, há excesso de 0,647g de sódio (Na).
19 E
I. Equação da reação:
2H2O(g) ou H2(g) +
1
O2 ( g )
2
m = 40g
H2SO4
↓
2 · 2g
2g
98g
40g
↓
32g
x
x=
32g
∴ x = 16g de O2
2
m=?
2NaOH
↓
m=?
↓
2 · 40g
x
2H2
↓
2 · 2g
y
H2SO4
↓
m=?
m = 32g
O2
↓
32g
32g
98g
y = 2 ⋅ 2g ∴ y = 4g de H2
Assim, concluímos que o O2 se encontra em excesso,
posto que, para consumir 2g de H2, são necessários
apenas 16g de O2. Logo, o H2 é o reagente limitante.
III.Calcule a massa de O2 em excesso:
Massa de O2 em excesso = massa dada – massa que
reage
Massa de O2 em excesso = 32g – 16g = 16g
Assim, a massa de O2 em excesso é 16g.
18 | 1a Série – Ensino Médio
40 ⋅ 2 ⋅ 40g 3200
=
98
98
∴ x = 32, 65g de NaOH
x=
IV. Considere o NaOH como reagente limitante:
m = 40g
m=?
Considere o O2 como reagente limitante:
Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
III.Considere o H2SO4 como reagente limitante:
m = 40g
2H2O(g)
O2
Na2SO4(aq) + 2H2O(l)
m=?
H2SO4(aq) + 2NaOH(aq)
Considere o H2 como reagente limitante:
2H2
m
2g
II. Identifique o reagente em excesso:
H2SO4(M=98g/mol)
NaOH(M=40g/mol)
H2O(M=18g/mol)
m = 2g
m=
20 E
I. Equação da reação:
H2SO4(aq) + 2NaOH(aq)
m = 2g m=32g
2H2(g) + O2(g)
2 ⋅ 18g
2
∴ m = 18g de H2O
2 · 18g
Logo, há excesso de 16g de O2 e são produzidos 18g
de água (H2O).
H2O(g)
II. Identifique o reagente em excesso:
↓
2 · 2g
Assim, concluímos que o Na se encontra em excesso,
posto que, para consumir 1g de Cl2, são necessários
0,647g de Na. Logo, o Cl2 é o reagente limitante.
2H2(s) + O2(g)
2H2O(g)
reagente
em excesso
↓
2 · 35,5g
y
m=?
2H2(g) + O2
↓
2 · 23g
m = 2g
Cl2
2Na
IV. Calcule a massa de água (H2O) produzida:
y
2NaOH
↓
2 · 40g
40g
y=
98g
∴ y = 49g de H2SO4
2
Assim, concluímos que o NaOH se encontra em
excesso, posto que, para consumir 40g de H2SO4, são
necessários apenas 32,65g de NaOH. Logo, o NaOH é
o reagente limitante.
V. Calcule a massa de NaOH em excesso:
Massa de NaOH em excesso = massa dada – massa que
reage
Massa de NaOH em excesso = 40g – 32,65g = 7,35g
Logo, a massa de NaOH em excesso é aproximadamente 7,4g.
VOLUME 4 | QUÍMICA
21 I. Some as equações sucessivas para obtenção da equação global:
rendimento dado
∆
C6H6 + H2SO4(conc)
C6H5SO3H + H2O
benzeno
r = 80% = 0,8
ácido benzeno-sulfônico
rendimento dado
C6H5SO3H + NaOH(aq)
C6H5SO3Na + H2O
ácido benzeno-sulfônico
Assim, concluímos que o HCl se encontra em excesso,
posto que, para consumir 35g de C2H2, são necessários
apenas 49,13g de HCl. Logo, o C2H2 é o reagente limitante.
Assim, a massa de fenol obtida é 125,92kg.
b. Calcule a massa de C2H3Cl formada:
r = 60% = 0,6
m = 35g
benzeno-sulfonato
de sódio
C2H2
rendimento
dado
C6H5SO3Na + NaOH(aq)
CaO
∆
benzeno-sulfonato
de sódio
benzeno
fenol
II. Calcule a massa de fenol obtida:
rt = 0,8 · 0,6 · 0,7 = 0,336
p = 75% = 0,75
m=?
m = 520kg
C6H6 + H2SO4 + 2NaOH
↓
produto dos rendimentos
dados
94 · 0,336g
m
520 · 0,75kg
Logo, a massa de C2H3Cl formada é 84,13g.
4NH3(g) + 5O2(g)
4NO(g) + 6H2O(g)
r = 82% = 0,82
4NO(g) + 2O2(g)
4NO2(g)
r = 82% = 0,82
4
8
4
HNO3( aq ) + NO( g ) r = 82% = 0,82
H2O( g )
3
3
3
+ _____________________________________________________
4NO2(g) +
pureza dada
520 ⋅ 0, 75 ⋅ 94 ⋅ 0, 336kg 12317, 76kg
=
m=
78
78
∴ m = 157, 92g de C6H5OH
Assim, a massa de final obtida é 157,92kg.
22 a. Identifique o reagente em excesso:
C2H2(M=26g/mol)
HCl(M=36,5g/mol)
C2H3Cl(M=62,5g/mol)
m=35g
m = 51g
C2H2 + HCl
C2H3Cl
Considere o C2H2 como reagente limitante.
m = 35g
C2H2
↓
26g
35g
m=?
HCl
↓
Considere o HCl como reagente limitante:
m=?
C2H2
↓
26g
y
4NH3(g) + 7O2 (g) +
4
4
8
H2O( l ) → HNO3( aq ) + NO( g )
3
3
3
rendimento dado
↓
↓
8
4·17g
· 63g · 0,551368
3
m
10.000g
8
10.000 ⋅ ⋅ 63g
10.000 ⋅ 8 ⋅ 21⋅ 0, 551368g 926298, 24g
3
=
=
m=
4 ⋅ 17
68
68
∴ m = 13622g ou 1, 36 ⋅ 10 4 g de HNO3
4NH3(g) + 7O2(g) +
Assim, a massa de ácido nítrico (HNO3) obtida é 1,36 · 104g.
24 I. Identifique o reagente em excesso:
2KO2(s) + 2H2O(l)
2KOH(aq) + O2(g) + H2O2(l)
Considere a H2O como reagente limitante:
n=?
2KO2
↓
36,5g y = 26 ⋅ 51g = 1326g
36, 5
36, 5
51g
∴ y = 36, 32g de C2H2
rt = 0,82 · 0,82 · 0,82 = 0,551368
m=?
m = 1 · 104 = 10.000g
m = 51g
HCl
4
8
HNO3( aq ) + NO( g )
3
3
4
H2O( l )
3
II. Calcule a massa de HNO3 produzida:
NH3(M=17g/mol), HNO3(M=63g/mol).
36,5g x = 35 ⋅ 36, 5g = 1277, 5g
26
26
x
∴ x = 49,13g de HCl
↓
23 I. Balanceie e some as equações sucessivas para obtenção da equação global:
C6H5OH + Na2SO3 + 2H2O
↓
78g
35g
C2H3Cl
62,5g m = 35 ⋅ 62, 5g = 2187, 5g
26
26
m
∴ m = 84,13g de C2H5Cl
26g
fenol
+ _____________________________________________________
C6H6 + H2SO4 + 2NaOH
C6H5OH + Na2SO3 + 2H2O
↓
C6H5OH + Na2SO3 r = 70% = 0,7
m=?
↓
2mol
x
n = 0,10mol
2H2O
↓
2 ⋅ 0,10mol
2
0,10mol ∴ x = 0,10mol de KO
2
2mol
x=
1a Série – Ensino Médio | 19
VOLUME 4 | QUÍMICA
Considere o KO2 como reagente limitante:
n = 0,15mol
n=?
2H2O
2KO2
↓
↓
2mol
2mol
0,15mol
05 E
Considerando que o volume e a temperatura mantenham-se constantes, o fator que pode aumentará a pressão é a
injeção de maior quantidade de matéria. Assim, P α n.
y
0,15 ⋅ 2 mol
2
∴ y = 0,15mol deH2O
y=
Assim, concluímos que o KO2 se encontra em excesso,
posto que, para consumir 0,10mol de H2O, são necessários apenas 0,10mol de KO2. Logo, o H2O é o reagente limitante.
06 E
Se o saco preso ao balão é permeável, haverá dissolução
do sal contido em seu interior. Assim, por difusão, deverá
ocorrer passagem do soluto para fora, liberando o balão
que se apresenta menos denso e sobe.
07 D
Lei de Charles: V α T.
II. Calcule a quantidade de O2 (em mols) produzida:
n = 0,10mol
2KO2(s) + 2H2O(l)
reagente
em excesso
n=?
2KOH(aq) + O2(g) + H2O2(l)
↓
↓
2mol
1mol
0,1mol
n
n=
0,1⋅ 1mol 0,1mol
=
∴ n = 0, 05mol de O2
2
2
Assim, a quantidade de O2 produzida é 0,05mol.
08 E
I. Considerando a equação de Clapeyron (a ser vista no
próximo capítulo), temos:
m1

P1V1 = M RT1
MeP
m1 ⋅ T1 m2 ⋅ T2

são iguais
1
⇔
=

m
V1
V2
P V = 2 RT
2 2
2

M2
⇔
m1 ⋅ 300 3m1 ⋅ T2
⇒ T2 = 400K
=
4
1
09 D
P1 V1 = P2 V2
Capítulo 27
P1 ⋅ 1= 0, 9 P1 ⋅ V2
Estudo dos gases I
Atividades para Sala
10 B
01 B
O aumento da temperatura faz com que o ar presente
dentro do balão sofra expansão. Como consequência,
haverá diminuição de densidade. O interior do balão passará a ter menor número de moléculas de ar por unidade
de volume.
V2 =1,1L
7
V1
V1
V1 V2
7
⇒ T2 = T1
= ⇔
= 4
T1 T2
T1
T2
4
11 B
Os gases apresentam a propriedade da expansibilidade e
da compressibilidade. Desse modo, ocupam um volume
maior. Entre os itens, o CO2 é o único gás.
02 B
PV PA VA PB VB
=
=
T
T
T
PA = 3 ⋅ PB

 VA = 2 VB
P(2 VB + VB ) = 3 PB ⋅ 2 VB +PB VB
7
3 VB ⋅ P = 7PB ⋅ VB P = PB
3
03 C
a) (F) A massa não muda.
b)(F)Ec depende da temperatura.
c) (V) Porque o volume foi reduzido.
d) (F) A molécula não pode mudar de volume.
e) (F) O gás ideal não apresenta força intermolecular.
Atividades Propostas
01 O volume é diretamente proporcional à temperatura.
Desse modo, durante o dia, a maior temperatura dilata o
ar, aumentando o volume.
02 V (cm³)
2500
1500
V1
04 A
O volume do sistema gasoso é diretamente proporcional
à temperatura.
20 | 1a Série – Ensino Médio
200
300
T3
T (K)
VOLUME 4 | QUÍMICA
09 B
5
II.
V1 V2
V
1500
=
⇔ 1 =
⇒ V1 = 1000cm3
T1 T2
200
300
III.
V2 V3
15 00 25 00
=
=
⇔
⇒ T3 = 500K
T2 T3
300
T3
03 I.H2 são dois átomos por cada molécula.
II.O2 são dois átomos por cada molécula.
III. H2O são dois átomos de hidrogênio unidos a oxigênio.
10 B
1,5L
1,5L
1,0atm
P2
300K
330K
P1 P2
1
P
⇔
=
= 2 ⇒ P2 = 1,1atm
a)
T1 T2
300 330
P = 1atm. É a mesma da pressão atmosférica.
b)
A pressão e o volume são grandezas inversamente pro-
porcionais quando a temperatura mantém-se constante.
Desse modo:
1
P α , se o gráfico for P em função de 4v deve produI.
V
zir uma reta.
PV
II. , se P ou V variam deve manter-se constante.
T
O item B está errado porque
04 V, V, F, V, F
(V)Lei de Charles, V α T.
(V)Lei de Boyle, V α P1 .
(F)Lei de Gay-Lussac, P α T.
(V)O aumento do número de mols provoca aumento da pressão quando o volume é constante.
(F)Se P1 é maior do que P2 , haverá passagem da esquerda
para a direita.
11 B
4 volumes
III. 4L 
→ 2L
I. 1 a 2 é isotérmico.
II. 2 a 3 é isométrico.
III.3 a 4 é isobárico.
IV. 4 a 2 é isotérmico.
V. 3 a 4 é isobárico.
V 
→ 1,5L ⇒ V = 3L
12 A
06 C
A pressão do gás contido no pneu é diretamente proporcional à temperatura. Assim, o aquecimento aumenta
a aderência do pneu ao asfalto, ou seja, a pressão.
I. Observe o gráfico:
3
2
1
2
T
3
300 k
10
20
30
V
V1 V2
10 20
=
⇔
=
⇒ T2 = 600 K
T1 T2
300 T2
III.
Considerando os pontos no gráfico, o item E está correto, pois P2 é 2atm, já que a transformação é isobárica.
157, 9 + 0,2 + 590,2 + 7, 0 + 4, 7 = 115 + x + 560,1+ 6, 6 + 46, 6
x = 31, 7 mmHg
Lei de Boyle: em uma transformação isotérmica, a pressão
e o volume são grandezas inversamente proporcionais.
16 D
Pode-se considerar que a pressão total de inspiração
deve ser igual à de expiração. Assim, tem-se:
Avogadro considera que, para o mesmo número de
moléculas, deve-se ter o mesmo volume.
15 D
08 B
Considerando a temperatura constante, a pressão é
inversamente proporcional ao volume. Portanto, se houve
expansão (aumento de volume), a pressão deve diminuir
com as moléculas, encontrando-se mais afastadas.
14 B
P
1
II.
O que permite a flutuação do hélio é o fato de sua massa
específica ser inferior a do ar atmosférico.
13 C
07 E
I. Deve-se ter a reação balanceada para poder aplicar a
estequiometria.
→ 2 NH3(g)
II. 1N2(g) + 3 H2(g) 
1,5L
05 C
P
em função de V é constante.
V
Um gás real assume um comportamento idealizado em
altas temperaturas e baixas pressões, porque tais condições impedem que haja alguma possibilidade de interação entre as partículas.
17 E
Nas mesmas condições de pressão e temperatura, deve-se
ter o mesmo número de moléculas.
1a Série – Ensino Médio | 21
VOLUME 4 | QUÍMICA
18 C
O aumento da temperatura eleva o número de choques
das partículas contra as paredes do recipiente (botijão).
Tal fato pode provocar acidentes. Entretanto, o aquecimento não altera o número de mols.
PVm
5 atm ⋅ 9, 84 L ⋅ 40g / mol
=
RT
0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
1968g
∴ m = 80g de Ar
∴m =
24, 6
Assim, a massa do gás argônio contida no cilindro é 80g.
∴m =
19 A
Pelo gráfico, o volume e a pressão são inversamente
proporcionais. Desse modo, o produto P × V permanece
constante.
20 V, F, F, F
21 (V)Em volume constante, P e T são diretamente proporcionais.
(F)A densidade torna-se menor com o aumento da temperatura.
(F)O volume é fixo.
(F)O volume molar é constante.
03 A
P = ?
V = 8,2L
T = 27 + 273 = 300K
R = 0,082atm · L/mol · K
O2 = (M = 32g/mol)
m = 9,6g
PV =
9,6 · 0,082 · 300atm
m
RT ∴ P =
32 · 8,2
M
∴P =
236,16
∴ P = 0,9atm
262, 4
F, F, V, V
(F)As pressões das duas isobáricas são diferentes.
(F)É um mol para ambas.
(V)Isobárica.
(V)Pelo gráfico, sim.
P = ?
m= 4,4g V = 44,8L
22 A
1
Lei de Boyle: se T é constante, P α .
V
04 E
CO2 (M = 44g/mol)
T = 273 + 273 = 546K
R = 0,082atm · L/mol · K
23 A
Com esses dados, fazemos uso da equação de Clapeyron:
PV = nRT ou PV =
O aquecimento reduz a densidade do gás.
∴P =
Capítulo 28
mRT 4, 4g ⋅ 0, 082atm⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 546 K
=
VM
44, 8L ⋅ 44 g / mol
44 ⋅ 0, 082 ⋅ 54, 6atm 4, 4772atm
=
44, 8 ⋅ 44
44, 8
∴ P = 0, 09atm
Assim, a pressão do gás carbônico é 0,09atm.
Estudo dos gases II
Atividades para Sala
m
RT
M
∴P =
05 C
01 Considerando que a Lei de Avogadro relaciona-se com o
número de moléculas e com o volume, pode-se utilizá-la na
determinação (demonstração) na equação de Clapeyron.
V α n ⇔ PV = nRT
M = ?
m= 135g V = 3L
P = 5atm
02 A
R = 0,082atm · L/mol · K
m = ?
T = 27 + 273 = 300K
V = 9,84L
Com esses dados, usaremos uso da equação de Clapeyron:
T = 27 + 273 = 300K
P = 5atm
PV = nRT ou PV =
Ar = (M = 40g/mol)
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ou PV =
m
RT
M
22 | 1a Série – Ensino Médio
∴M =
m
RT
M
mRT 135g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
PV
5 atm ⋅ 3 L
3321g / mol
∴ M = 221, 4g / mol
15
Assim, a massa molar da substância é 221,4g/mol.
∴M =
VOLUME 4 | QUÍMICA
06 A
n = 4mol
P = 2,4atm
T = 300K
V=?
R = 0,082atm · L/mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ∴ V =
Assim, o volume ocupado pelo gás CO é 40L.
nRT 4mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
2, 4 atm
P
98, 4L
∴V =
∴ V = 40L CO
2, 46
07 A
n=?
V = 1L
P = 22,4atm
T = 273K
R = 0,082atm · L/mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ∴ n =
Assim, a quantidade de matéria de dióxido de enxofre é
1mol.
08 C
m = 29g
V = 8,20L
T = 127+273 = 400K
P = 1520mmHg
R = 62,3mmHg
M=?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ou PV =
mRT 29g ⋅ 62, 3 mm / Hg ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 400K
∴M =
=
1520 mm / Hg ⋅ 8, 20 L
PV
m
RT
M
Assim, o volume que deve ter a quantidade de C3H8 é
1666L.
10 C
m = 30g
V = 12,3L
T = 327 + 273 = 600K
P = 3atm
M=?
R = 0,082atm · L/mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ou PV =
m
RT
M
mRT 30g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L /mol ⋅ K ⋅ 600 K
=
3 atm ⋅ 12, 3 L
PV
1476g/mol
∴ M = 40g/mol
∴M =
36, 9
Assim, a massa molar dessa substância é 40g/mol.
∴M =
11 A
m = 4,4kg ou 4400g
CO2(M = 44g/mol)
V=?
T = 27 + 273 = 300K
P = 1atm
R = 0,082atm · L / mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
m
PV = nRT ou PV = RT
M
mRT 4400g ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
∴V =
=
1atm ⋅ 44 g/mol
PM
∴V =
108240L
∴ V = 2460L de CO2
44
Assim, o volume máximo de gás que é liberado na atmosfera é 2460L
722.680g / mol
∴ M = 57, 9g/mol
12.464
Atividades Propostas
Assim, a massa molar do provável gás é 58,0g/mol.
09 E
V = 5L
m = 3kg = 3000g
V=?
T = 25 + 273 = 298K
P = 1atm
R = 0,082atm · L/mol · K
C3H8 (M = 44g/mol)
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV
22, 4 atm ⋅1K
=
RT 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 273 K
22, 4mol
∴n =
∴ n = 1mol de SO2
22.386
∴M =
mRT 3000g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 298 K
=
1atm ⋅ 44g / mol
Pm
73308L
∴V =
∴ V = 1666L de C3H8
44
∴V =
PV = nRT ou PV =
m
RT
M
01 I. Calcule a quantidade de matéria do gás N2 produzido:
P = 2atm
V = 50L
T = 27 + 273 = 300K
R = 0,082atm · L / mol · K
PV = nRT
2 ⋅ 50
100
100
PV
=
=
=
RT 0, 082 · 300 8, 2 · 3 24, 6
∴ n = 4, 06mol de N2
n=
1a Série – Ensino Médio | 23
VOLUME 4 | QUÍMICA
II. Calcule a massa de NaN3 consumida:
m=?
n = 4,06mol
2NaN3(s)
2Na(s) + 3N2(g)
↓
2 · 65g
2 · 65 · 4, 06g 527, 8g
=
∴ m = 175, 9g de NaN3
3
3
Assim, massa de NaN3 consumida é 175,9g.
V2 = ?
P1 = 2atm
P2 = 4atm
T1 = 50L
T2 = 600K
∴ 2nHe+ nHe = 7 mol – 4mol
∴ nHe=3mol
II.Calcule a massa de He presente na mistura
He(M = 4g/mol):
1mol de He
4g
m
3mol de He
P1V1 P2 V2
PVT
2atm· 30L ⋅ 600K
=
∴V2 = 1 1 2 =
T1
T2
P2 T1
4atm ⋅ 300K
360L
∴V = 30L de gás
∴V =
12
Assim, o volume que o gás passará a ocupar é 30L.
04 a) V = 1L ou 1000cm3
H2
He
(7mol + nHe ) R ⋅ T
∴ 4mol+ 2nHe = 7 mol + nHe
Com esses dados, usamos a equação geral dos gases:
03 I. Calcule a quantidade de matéria de He na mistura final:
Mistura inicial
mH = 4g
4g
mH
2
nH2 = 2 =
∴ nH2 = 2mol
H2
MH2 2g/mol
M = 2g/mol
•
Fazendo I = II , temos:
nHe =?
Quantidade total de matéria da mistura inicial:
dN2 = 0,81g/cm3
m?
m
d = ∴ m = d ⋅ V ∴ m = 0, 81g/cm3 ⋅ 1000 cm3
V
∴ m = 810g de N2
Assim, a massa de N2 colocada no recipiente é 810g.
b) m = 810g de N2
N2 (M = 28g/mol)
T = 27 + 273 = 300K
•
(Nas CNTP): Volume = 2V, P = 1atm, R=0,082 T = 273K
V = 30L
•
Aplicando a equação de Clapeyron:
R = 0,082atm · L/mol · K
PV = nTRT ∴ 1 · V = (nH + nHe)RT
2
∴ V = (2mol + nHe)RT (I)
•
Mistura Final: (H2 +H2 + He)
m = 3 · 4g ∴m = 12g
Assim, a massa de He presente na mistura é 12g.
(nT) = nHe + n= 2 mol + nHe.
321
02 V1 = 30L
(II)
2
2
∴ 2(2mol+ nHe) = 7 mol + nHe
4,06mol
m=
(7mol + nHe )RT
(2mol + nHe ) R ⋅ T =
3mol
m
↓
∴V =
PN = ?
2
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
calcular a pressão do N2:
PN V = nRT ou PN V =
2
H2 → nH = 2mol
2
m
RT
M
2
adicionado

mH2 = 10g
10 g
mH2
=
∴ nH2 = 5mol
H2 
 nH2 =
2 g/mol
MH2
MH2 = 2g / mol
•
He→ nHe = ?
Quantidade total de matéria da mistura final:
(nT) = nH + nH + nHe = 7 mol + nHe
•
(Nas CNTP): Volume = 2V; P = 1atm; R = 0,082; T = 273K
•
Aplicando a equação de Clapeyron:
PV = nTRT ∴ 1 · 2V = (nH + RTnHe)
2
2
2
24 | 1a Série – Ensino Médio
∴ PN2 =
810 g ⋅ 0, 082atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 300 K
mRT
=
30 L ⋅ 28 g/mol
VM
∴ PN2 =
19926atm
∴ PN2 = 23, 7atm
840
Calcule a pressão final dentro do recipiente:
PN = 23,7atm
Ptotal = PN + Par
Par = 1atm
Ptotal = 23,7atm + 1atm = 24,7atm
2
2
Ptotal = ?
Assim, a pressão final será 24,7atm.
VOLUME 4 | QUÍMICA
07 C
05 MM = ?
m = 45g
V = 3L
P = 5atm
T = 27 + 273 = 300K
R = 0,082atm · L / mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ou PV =
X(g)
P, V, T
o gás y é o ozônio (O3)
My = 48g/mol
my=0,48g
m
RT
M
Y(g)
∴M =
mRT 45 g ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
PV
5atm ⋅ 3L
∴M =
1107g
∴ M = 73, 8g / mol → MM = 73, 84
15
P, V, T
nx =
Segundo Avogadro, (nx = ny)
ny =
Assim, a massa molecular da substância é 73,84.
∴
1L de gasolina
321
06 a) Dados
3 · 107 joule
2,4 · 105 joule
3mol de H2
Calcule a quantidade de matéria de hidrogênio:
1mol de H2
2,4 · 105 joule
n
3,0 · 107 joule
3, 0 ⋅ 10 7 ⋅ 1mol 3, 0
n=
=
⋅ 10 2 mol
2, 4 ⋅ 10 5
2, 4
∴ n = 1, 25 ⋅ 10 2 mol ou 125mol de H2
Calcule a pressão do gás hidrogênio:
P=?
V = 1L
n = 125mol
T = 27 + 273 = 300K
R = 8 · 10–2atm · L/ mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT∴ P =
nRT 125mol ⋅ 8 ⋅ 10 −2 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
1L
V
Assim, a pressão do gás H2 é 3000atm.
b) I. A combustão do hidrogênio não polui a atmosfera.
mx
Mx
my
My
0, 48g
0, 34 ⋅ 48g/mol
mx my 0, 34 g
=
∴
=
∴ Mx =
∴
48g /mol
0, 48
Mx My
Mx
∴ Mx =
34 ⋅ 48 g/mol
∴ Mx = 34g/mol
48
A única substância com essa massa molar é o H2S.
08 B
M=?
m = 0,8g
V = 656mL = 0,656L
P = 1,2atm
T = 63 + 273 = 336K
R = 0,082atm · L/mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
m
RT
M
0, 8 g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ 336K
PV = nRT ou PV =
mRT
=
1, 2 atm ⋅ 0, 656 L
PV
22, 0416g/mol
∴M =
∴ M = 28g/mol
0, 7872
A única substância dada com essa massa molar é o N2.
∴M =
∴ P = 3000atm
quem é o gás x?
Mx=?
mx=0,34g
09 D
n = 5mol
T = 27 + 273 = 300K
V = 16,4L
P=?
R = 0,082atm · L/mol · K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
5 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ K/mol ⋅ K ⋅ 300 K
nRT
=
16, 4 L
V
123atm
∴P =
∴ P = 7, 5atm
16, 4
PV = nRT ∴ P =
II.A gasolina é obtida do petróleo que é uma fonte
finita, enquanto que o hidrogênio é obtido a partir
da água que é uma fonte inesgotável.
Assim, a pressão exercida por esse gás é 7,5atm.
1a Série – Ensino Médio | 25
VOLUME 4 | QUÍMICA
10 B
V = 8,2m = 8200L
T = –23 + 273 = 250K
P = 2atm
m=?
R = 0,082atm · L/mol · K
3
R = 0,082atm · L/mol · K
V=?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
m
RT
M
mRT 1400g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 300 K
∴V =
=
PM
1 atm ⋅ 28g/mol
34440L
∴V =
∴ V = 1230L de N2
28
Assim, o volume de N2 liberado é 1230L.
PV = nRT ou PV =
I. Com esses dados, aplicamos a equação de Clapeyron
para encontrarmos a quantidade de matéria do gás
oxigênio perdido no vazamento:
Antes: 2atm · V = n1RT
Depois: –1,5atm · V = n2RT
+
0,5atm · V = (n1 –n2) RT
∴ 0, 5 atm ⋅ 8200 L = ∆n ⋅ 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 250 K
13 E
∴ 410 = ∆n ⋅ 2, 05mol−1
410mol
∴ ∆n =
∴ ∆n = 200mol
2, 05
II. Calcule a massa de oxigênio que foi perdida:
∆n = 200mol
O2(M = 32g/mol)
m = ?
m
∆n = ∴ m = ∆n ⋅ M
M
∴ m = 200 mol ⋅ 32g/mol
∴ m = 6400g ou 6, 4kg de O2
Assim, a massa de oxigênio que foi perdida é 6,4kg.
T1 = 25°C
V1 = 4L
P1 = 1atm
P2 = 5atm
T2 25°C
Como se trata de uma transformação isotérmica, usamos
a equação da Lei de Boyle:
P1V1 = P2 V2 → V2 =
11 D
V = 12,3L
P = 1atm
T = 27 + 273 = 300K
R = 0,082atm · L/mol · K
n=?
I. Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron
para calcularmos a quantidade de matéria do acetileno (C2H2):
PV = nRT
PV
1atm ⋅ 12, 3L
∴n =
=
RT 0, 082 atm ⋅ L /mol ⋅ K ⋅ 300 K
12, 3mol
∴n =
∴ n = 0, 5mol de C2H2
24, 6
II. Calcule a massa de carbeto de cálcio (CaC2) necessária:
n = 0,5mol
m=?
CaC2 + 2H2O
Ca(OH)2 + C2H2
↓
64g
↓
1mol
m
0,5mol
∴ m = 64 · 0,5g ∴ m = 32g de CaC2
Abaixo do nível do mar:
V2 = ?
Ao nível do mar:
Em Vênus (V):
% (em volume) de N2 na atmosfera = 4
Temperatura = 750K
Pressão = 100atm
Na Terra (T):
% (em volume) de N2 na atmosfera = 80
Temperatura = 300K
Pressão = 1atm
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
n
calcular a relação V .
nT
Considerando 100 volumes de atmosfera, tem-se para o
N2:
em Vênus: PV = nVRT → 100atm · 4V = nV · R · 750K
na Terra: PV = nTRT → 1atm · 80V = nT · R · 300K
100 atm ⋅ 4 V
n ⋅ R ⋅ 750 K
= V
1atm ⋅ 80 V
nT − R ⋅ 300 K
∴
12 C
26 | 1a Série – Ensino Médio
Assim, o volume de ar inalado é de 0,8L.
14 C
Assim, a massa de carbeto de cálcio (CaC2) é 32g.
m = 1400g de N2
N2 (M = 28g/mol)
T = 27 + 273 = 300K
P = 1atm
P1V1 1atm ⋅ 4L 4L
=
= ∴ V2 = 0, 8L de ar
P2
5 atm
5
n
1200
nV 400 ⋅ 30 0
n
=
→ V =2
∴ V =
nT
nT
600
80 ⋅ 750
nT
Assim, a relação entre as quantidades de matéria do gás
N2 nos dois planetas é igual à relação entre o número de
moléculas.
VOLUME 4 | QUÍMICA
15 D
I. Calcule a quantidade de matéria do haleto de alquila:
1mol do haleto de alquila
41L
n
82mL (0,082L)
0, 082mol
n=
∴ n = 0, 002mol do haleto
41
II. Calcule a massa molar do haleto de alquila:
0,002mol do haleto
0,212g
M
1mol do haleto
0, 212
∴M =
∴ M = 106g/mol
0, 002
Assim, dentre os compostos dados, o C5H11Cl é o
único cuja massa molar é 106g/mol.
16 A
I. Calcule a quantidade de matéria do gás (N2):
1mol de N2
25L
n
100L
100 ⋅ 1mol
n=
∴ n = 4mol de N2
25
D
V = 16,4L
T = 127 + 273 = 400K
P = 2atm
R = 0,08L · atm · L/mol ·K
n=?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ∴ n =
∴n =
PV
2 atm ⋅ 16, 4L
=
atm
RT 0, 082
⋅ L /mol ⋅ K ⋅ 400 K
32, 8
∴ n = 1mol
32, 8mol−1
Assim, dentre as substâncias cujas massas foram dadas, a
única que corresponde a 1(um) mol é 64g de SO2.
18 C
Recipiente II:
m = 32g
32g
no de moléculas
de CH4
(g)
M = 16g/mol
NA = 6,0 · 1023mol–1
16g de CH4
6 · 1023 moléculas
x
32g de CH4
x=
32 ⋅ 6 ⋅ 10
16
23
= 2 ⋅ 6 ⋅ 10 23
∴ x = 12,0 · 1023 moléculas de CH4
Assim, o número de moléculas no recipiente II é 12,0 · 1023.
Vm = 25L/mol
C4H10
116 ⋅ 25L
= 2 ⋅ 25L ∴ V = 50L de C4H10
58
Assim, o volume ocupado por esse gás é 50L.
20 A
V = 1530L
T = 100 + 273 = 373K
P = 1atm
R = 0,082atm · L/mol · K
m=?
M(H2O) = 18g/mol
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
m
RT
M
PVM
1atm ⋅ 1530L ⋅ 18g/mol
∴m =
=
RT
0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 373 K
27540g
∴m =
∴ m = 900g de H2O
30, 586
Calcule o volume de água (H2O) líquida a 20°C:
d = 1g/mL
m = 900g
1g de H2O
900g de H2O
V = 900 · 1mL ∴ V = 900mL ∴ V = 0,9L
Assim, o volume de água (H2O) a 20°C é 0,9L.
PV = nRT ou PV =
M = 58g/mol
m = 116g
V=?
1mL
V
21 C
Com os dados fornecidos, calcule a quantidade de matéria:
n=?
a)
H2(g)
V = 1L
CNTP
Vm = 22,4L/mol
22,4L de H2
1mol
n
1L
de
H
2
1mol
n=
∴ n = 0, 044mol de H2
22, 4
n=?
b)
N
2(g)
V = 1L
CNTP
Vm = 22,4L/mol
22,4L de N2
1mol
n
1L de N2
1mol
n=
∴ n = 0, 044mol de N2
22, 4
c)
19 C
V=
25L
V
II. Calcule a massa do (N2):
1mol do N2
28g
m
4mol
do
N
2
m = 4 · 28g ∴ m = 112g de N2
Assim, a massa de N2 é 112g.
17 58g de C4H10
116g de C4H10
H2(g)
P = 2atm
V = 1L
R = 0,082atm · L/mol · K
T = –73 + 273 = 200K
n=?
1a Série – Ensino Médio | 27
VOLUME 4 | QUÍMICA
I. Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron
para calcular a quantidade de matéria de H2:
PV
PV = nRT ∴ n =
RT
2 atm ⋅ 1L
2mol
∴n =
=
0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 200K
16, 4
∴ n = 0,12mol de H2
d)
H2(g)
P = 1atm
V = 1L
23 B
V = 0,56L
T = 0°C = 273K
P = 2atm
R = 0,082atm · L/mol · K
n=?
I. Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron
para calcular a quantidade de matéria do gás hidrogê-
R = 0,082atm · L/mol · K
T = 27 + 273 = 300K
n=?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron
para calcular a quantidade de matéria de H2:
PV = nRT ∴ n =
PV
1atm ⋅ 1L
=
RT 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 300 K
nio (H2):
PV = nRT = n =
1,12mol
∴n =
∴ n = 0, 05mol de H2
22, 386
II. Calcule a massa de zinco (Zn) que reagiu com HCl:
m=?
n = 0,05mol
1mol
∴n =
∴ n = 0, 04mol de H2
24, 6
e)
H2(g) + N2(g)
P = 1,5atm
V = 1L
R = 0,082atm · L/mol · K
T = 127 + 273 = 400K
n=?
Zn(s) + 2HCl(aq)
O maior número de moléculas relaciona-se com o maior
número de mols (quantidade de matéria). Assim, conseguimos que a ordem crescente do número de moléculas
é: D < A = B < E < C
22 C
m = 29g
H2(g)
↓
1mol
m
m = 65,4 · 0,05g ∴ m = 3,27g de Zn
Assim, a massa de Zn que reagiu com HCl é 3,27g.
0,05mol
Capítulo 29
PV
1, 5 atm ⋅ 1L
=
RT 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ L ⋅ 400 K
1, 5mol
∴n =
∴ n = 0, 045mol de (H2 + N2 )
32, 8
ZnCl2(aq) +
↓
65,4g
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron
para calcular a quantidade de matéria da mistura:
PV = nRT ∴ n =
PV
2 atm ⋅0, 56 L
=
RT 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 273 K
Estudo dos gases III
Atividades para Sala
01 A
Após a leitura do problema, temos:
Para o nitrogênio (N2):
V = 2,0L; m = 42g; T = 300K; M = 28g/mol
I. Cálculo e quantidade de matéria (n) do nitrogênio (N2):
1mol de N2
28g
42 mol
n=
∴ n = 1, 5mol
42g
n
28
V = 8,20L
T = 127 + 273 = 400K
P = 1520mmHg = 2atm
R = 0,082atm · L/mol · K
PN2 =
M=?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
calcular a massa molar da substância orgânica:
PN2 = 15 ⋅ 41⋅ 3 ⋅ 10 −4 ⋅ 10 −2 ∴ PN2 = 45 ⋅ 41⋅ 10 −2 atm
m
RT
M
mRT 29g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 400 K
∴M =
=
PV
2L
2 atm ⋅ 8,2
PV = nRT ou PV =
∴M =
2 ⋅ 8, 2 ⋅ 4 g/mol
∴ 29 ⋅ 2g/mol ∴ M = 58g/mol
2 ⋅ 8, 2
Assim, dentre as substâncias de fórmulas moleculares
dadas, a única com essa massa molar é C4H10.
28 | 1a Série – Ensino Médio
II. Cálculo da pressão parcial do N2:
Segundo Clapeyron: PN V = nN RT
2
nN 2 RT
V
=
−1
2
−3
15 ⋅ 10 mol ⋅ 82 ⋅ 10 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 3 ⋅ 10 2 K
2L
PN2 = 18, 45atm
Para o oxigênio (O2):
V = 2,0L; m = 16g; T = 300K; M = 32g/mol
I. Cálculo da quantidade de matéria (n) do oxigênio (O2):
1mol
32g
16 mol
n=
∴ n = 0, 5mol
16g
n
32
II. Cálculo da pressão parcial do O2:
Segundo Clapeyron: PO V = nO RT
2
2
VOLUME 4 | QUÍMICA
PO2 =
nO 2 RT
V
=
5 ⋅ 10 −1 mol ⋅ 82 ⋅ 10 −3 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 3 ⋅ 10 2 K
2L
PO2 = 5 ⋅ 41⋅ 3 ⋅ 10 −4 ⋅ 10 2 ∴ PO2 = 15 ⋅ 41⋅ 10 −2 atm
Para o CH4(g):
VCH = ?
4
P ⋅ VCH4 = nCH4 RT
PO2 = 6,16atm
∴ VCH4 =
02 D
n = 0,5mol
CH4(g)
PCH = ?
C2H6(g)
n = 1,5mol
4
T = 300K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
calcular a pressão parcial do CH4(g):
PCH4 ⋅ V = nCH4 RT ∴ PCH 4 =
∴ PCH4
∴ PCH4
nCH4 RT
V
0, 5 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ L ⋅ 30 0 K
=
30 L
= 0, 5 ⋅ 0, 082 ⋅ 10atm ∴ PCH4 = 0, 41atm
Assim, a pressão parcial do CH4 é 0,41atm.
2
Pressão total (PT) = 2,5atm
Fração molar do O2 (XO ) = ?
PO2 = PT ⋅ X O2 ∴ X O2
2 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
4,1atm
P
49, 2L
∴ VCH4 =
∴ VCH4 = 12L de CH4
4,1
Assim, os volumes parciais da mistura gasosa são, 24L de
H2 e 12L de CH4.
(V)A liquefação é um processo físico e pode ser obtida
com o aumento de pressão do sistema.
(F)Considerando-se um balão contendo 1L de ar atmosférico à temperatura ambiente, a pressão parcial do N2
é maior que a pressão parcial de O2.
(V)Na mesma temperatura e pressão, volumes iguais de
N2 e O2 irão conter o mesmo número de moléculas (Lei
de Avogadro).
(F)A 0ºC e 1atm (CNTP), o volume molar de 44g de CO2 é
22,4L.
(V)A presença de poluentes sólidos faz com que a mistura
homogênea se transforme em heterogênea.
06 Estado inicial do gás
03 Pressão parcial do O2 nos pulmões (PO ) = 0,20atm
=
05 V, F, V, F, V
Após a análise dos itens, conclui-se que:
V = 30L
nCH4 ⋅ R ⋅ T
Estado final do gás
P1 = 1atm
P2 = 2atm
V1 = 50L
V2 = ?
T1 = 127 + 273 = 400K
T2 = 227 + 273 = 500K
2
Com esses dados, usamos a equação geral dos gases:
PO2
P1V1 P2 V2
PVT
1atm ⋅ 50L ⋅ 500 K
250L
=
∴ V2 = 1 1 2 =
=
T1
T2
TP
400 K ⋅ 2 atm
8
1 2
∴ V2 = 31, 25L do gás
Assim, o volume final do gás é 31,25L.
0, 20atm
=
=
∴ X O2 = 0, 4
PT
2, 5atm
Assim, a fração molar do O2 é 0,4.
04 n = 4mols
VH = ?
2
H2(g)
CH4(g)
VCH = ?
07 C
Segundo Avogadro, "volumes iguais, de gases diferentes,
nas mesmas condições de temperatura e pressão contêm
o mesmo número de moléculas".
4
n = 2mols
T = 27 + 273 = 300K
V = 8m3
V = 8m3
N2(g)
H2(g)
T, P
T, P
144424443
Contém o mesmo número de moléculas
P = 4,1atm
R = 0,082atm · L/mol · K
08 C
PC
3H6
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
calcularmos os volumes parciais do H2(g):
nH2 ⋅ R ⋅ T
mC
C3H6(g)
Para o H2(g):
VH = ?
2
P ⋅ VH2 = nH2 RT
∴ VH2 =
= 160mmHg
M = 42g/mol
3H6
=?
M = 32g/mol
O
2(g)
mO = ?
2
=
V
4 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
4,1atm
P
98, 4L
∴ VH2 = 24L de H2
∴ VH2 =
4 ,1
PO = 525mmHg
2
T
R
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
1a Série – Ensino Médio | 29
VOLUME 4 | QUÍMICA
calcular a relação
Para o C3H6:
PV =
mRT
PVM
∴ mC3 H6 =
(I)
M
RT
mO2
42
=
10
8
6720
160
16 2
=
=
=
16800
400
40 5
42
10
Assim, a reação
mC3 H6
mO 2
8
2
é .
5
Após a análise das afirmações, concluímos que:
a) (V) Um litro de ar contém 0,209L de O2.
100L de ar
20,9L de O2
1L de ar
V=
V
20, 9L
∴ V = 0, 209L de O2
100
b) (V) Um mol de ar contém 0,209mols de O2.
100mols de ar
20,9mols de O
2
1mols de ar
n
20, 9mols
∴ n = 0, 209mols de O2
100
c) (V) Um volume molar de ar nas CNTP contém 6,7g de O2.
I. Calcule o volume de O2 em 22,4L de ar nas CNTP:
100L de ar
20,9L de O
n=
2
Assim: nO2 =
64 g
m
=
∴ nO2 = 2mol
M 32 g / mol
36 g
m
∴ nH2 = 18mol
nH2 = =
M 2 g / mol
22,4L de ar
22, 4 ⋅ 20, 9L 468,16L
=
100
100
∴ V = 4, 68L de O2 nas CNTP
nO
2 mol
X O2 = 2 =
∴ X O2 = 0,1 (10%)
nT 20 mol
XH2 =
nH2
nT
=
18 mol
∴ XH2 = 0, 9 ( 90%)
20 mol
30 | 1a Série – Ensino Médio
4, 68 ⋅ 32g 149, 76g
=
∴ m = 6, 68g de O2
22, 4
22, 4
d) (F) A concentração em massa dos componentes do ar
é diferente da concentração em volume porque as
massas molares dos componentes do ar são diferentes entre si. Portanto, 20,9% de O2 em volume
não representa 20,9% de O2 em massa.
e) (V) A concentração de O2 expressa como uma relação
de volume ou uma relação de mol não se altera, se
a temperatura ou a pressão são modificadas.
11 I. Calcule o volume O2 nas CNTP:
22,4L de O2
100%
20,9%
V
V=
n RT 20 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
∴V= T =
1atm
P
∴ V = 20 ⋅ 0, 082 ⋅ 300L ∴ V = 492L
m
m=
Analisando as alternativas dadas, temos:
a) (F)A mistura ocupa um volume de 492L. P = 1atm,
V = ?, R = 0,082atm · L/mol · K,
T = 27 + 273 = 300K, nT = 20mol.
Usamos Clapeyron para calcular o volume da mistura:
PV = nTRT
II. Calcule a massa de O2 no volume de 4,68L:
22,4L de O2
32g
4,68L de O2
2
II. Calcule as frações molares de O2 e H2:
V
V=
Logo, a quantidade de matéria total (nT) da mistura é:
nT = nO + nH ∴ nT = 2 + 18 = 20mol
2
2
A partir das informações dadas:
I. Calcule a quantidade de matéria (n) de O2 e H2 na mistura:
Sabemos que 100g 64% de O2 tem m = 64g de O2
da mistura com
36% de H2 tem m = 36g de H2
O2 (M = 32g/mol), H2 (M = 2g/mol)
2
e) (F) O número de mols da mistura é 20.
2
2
10 D
09 B
2
2
mRT
PVM
∴ mO2 =
( II )
M
RT
mC3 H6
b) (V) A mistura apresenta composição molar 10% de O2
e 90% de H2.
c) (F) A massa molecular média da mistura é 5.
m 100
MMmédia =
=
∴ MMmédia = 5
nT
20
d) (F) A pressão parcial do O2 na mistura é 0,1atm.
PO = ?
XO = 0,1
PT = 1atm
PO = XO · PT ∴ PO = 0,1 · 1atm ∴ PO = 0,1atm
Dividindo (I ÷ II):
PC2 H6 ⋅ V ⋅mC2H6
PC H ⋅ V ⋅ mC2 H6
mC2 H6
R⋅T
R⋅T
⋅
∴
= 3 6
R⋅T
PO2 ⋅ V ⋅ mO2
mO2 PO2 ⋅ V ⋅ mO2
R⋅T
160 mmHg ⋅ 42 g / mol
PC3H6 ⋅ MC3H6
∴
∴
PO2 ⋅ MO2
525 mmHg ⋅ 32 g / mol
∴
mO 2
= ?.
Para o O2:
PV =
mC 3 H 6
22, 4 ⋅ 20, 9L 468,16L
=
∴ V = 4, 68L de O2 .
100
100
II. Calcule a massa de O2:
O2(M = 32g/mol)
22,4L de O2
4,68L de O2
m=
32g
m
4, 68 ⋅ 32g 149, 76g
=
∴ m = 6, 68g de O2 .
22, 4
22, 4
Dessa forma, a afirmação está correta.
VOLUME 4 | QUÍMICA
PT ⋅ V = nT ⋅ RT ∴
Atividades Propostas
01 XN = ?
2
N2(g)
n = 2mols
XO = ?
H2(g)
2
O2(g)
n = 4mols
n = 4mols
nT = 2 + 4 + 4 = 10mols
XH = ?
2
V = 22L
T = 0ºC ou 273K
a) Cálculo das frações molares:
Do nitrogênio (XN ):
2
nN2
2 mols
XN2 =
=
∴ XN2 = 0, 2 ou 20%
nT 10 mols
Do oxigênio (XO ):
2
nO
4 mols
X O2 = 2 =
∴ X O2 = 0, 4 ou 40%
nT 10 mols
Do hidrogênio (XH ):
2
nH2
4 mols
XH2 =
=
∴ XH2 = 0, 4 ou 40%
nT 10 mols
b) Cálculo da pressão total exercida pela mistura:
PT ⋅ V = nT ⋅ RT ∴
nT ⋅ RT 10 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 273 K
=
V
22 L
386atm
22,3
∴ PT =
∴ PT = 10,17atm
22
PT =
Assim, a pressão total da mistura gasosa é 10,17atm.
02 a) O aumento da pressão eleva a solubilidade dos gases,
favorecendo a dissolução no sangue, evitando o aparecimento de bolhas.
b)A diferença de pressão não é drástica, o que não
altera a solubilidade de forma brusca. Desse modo,
não são formadas bolhas.
c) A mudança brusca na pressão altera bastante a solubilidade de gás, reduzindo-a intensamente, promovendo o aparecimento de bolhas.
V = 10L
03 a)
nT ⋅ RT 0, 9 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 298 K
=
V
10 L
,
9
atm
21
∴ PT =
∴ PT = 2,19atm
10
Assim, a pressão no interior da mistura é 2,19atm.
PT =
T = 25 + 273 = 298K
b) Calcule a pressão parcial dos gases: CH4, H2 e N2.
• Pressão parcial do CH4 (PCH ):
4
nCH4 ⋅ RT
PCH4 ⋅ V = nCH4 ⋅ RT ∴ PCH4 =
V
0, 2 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 298 K 4, 8atm
=
∴ PCH4 =
10 L
10
∴ PCH4 = 0, 48atm
• Pressão parcial do H2 (PH ):
2
nH2 ⋅ RT
PH2 ⋅ V = nH2 ⋅ RT ∴ PH2 =
V
0, 3 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 298 K 7, 3atm
=
∴ PH2 =
10
10 L
∴ PH2 = 0, 73atm
• Pressão parcial do N2 (PN ):
2
nN2 ⋅ RT
PN2 ⋅ V = nN2 ⋅ RT ∴ PN2 =
V
0, 4 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 298 K 9, 7atm
=
∴ PN2 =
10
10 L
∴ PN2 = 0, 97atm
Assim, as pressões parciais dos gases são: 0,48atm para o
CH4, 0,73atm para o H2 e 0,97atm para o N2.
04 a)A → B representa a Lei de Boyle, que é relacionada à
hipérboles equiláteras, como a da figura.
B → C representa a Lei de Charles, em que se observa
a manutenção da pressão, mas a variação do volume
varia.
C → D representa a Lei de Gay-Lussac, em que o
volume é constante, mas a pressão varia.
b)
V
P
A
T=constante
B
Boyle
V
B
P
C
P=constante
Charles
T
C
D
V=constante
Gay-Lussac T
nCH = 0,2mol
4
CH4(g)
PCH = ?
4
nH = 0,3mol
N2(g)
H2(g)
2
PH = ?
2
n = 0,4mol
nT = 0,2 + 0,3 + 0,4 = 0,9mol
PN2 = ?
R = 0,082atm · L/mol · K
PT = ?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron
para calcular a pressão total (PT).
05 a) Sim. A alimentação contínua da cabine por O2 puro
causará uma substituição total do ar atmosférico por
este. Nessa situação, a pressão do O2 será 2,2 · 104Pa.
Tal pressão está na faixa C (1 a 6) · 106Pa, de modo que
o piloto irá sobreviver.
b)4,2%
I. Cálculo da pressão do ar na superfície (Psup):
2,1 · 104Pa
21%
Psup
Psup =
100%
2,1⋅ 10 4 ⋅ 10 2 Pa 21 ⋅ 10 3 ⋅ 10 2 Pa
=
∴ Psup = 1⋅ 10 5 Pa
21
21
1a Série – Ensino Médio | 31
VOLUME 4 | QUÍMICA
II. Cálculo da pressão do ar a 40m.
P40 = ?
Psup = 1 · 105Pa
P40 = 5 · Psup ∴ P40 = 5 · 1 · 105Pa ∴ P40 = 5 · 105Pa
09 A
I. Calcule a quantidade de matéria de O2 consumida na
combustão do butano (C4H10):
n=?
m = 23,2g
III. Cálculo da % de O2 na mistura respirada pelo mergulhador:
PO = 2,1 · 104PaP40 = 5 · 105Pa%O2 = ?
2
PO
2,1⋅ 10 4 Pa
% de O2 = 2 ⋅ 100 ∴ % de O2 =
⋅ 100
P40
5 ⋅ 10 5 Pa
∴ % de O2 =
21⋅ 10 ⋅ 10
3
5 ⋅ 10
06 Dados:
Estado inicial do gás:
2
5
=
2,1
∴ % de O2 = 4, 2%
5
Estado final do gás:
P1 = 120atm
P2 = 20atm
V1 = 10L
V2 = 40L
T1 = 327 + 273 = 600K
T2 = ?
2C4H10(g) + 13O2(g) → 8CO2(g) + 10H2O(g)
↓
↓
2 · 58g
23,2g
23, 2 ⋅ 13mol 301, 6mol
=
116
116
∴ n = 2, 6mol de O2
n=
13mol
n
II. Calcule o volume de O2:
P = 1atm
R = 0,082atm · L/mol · K
V = ?
T = 27 + 273 = 300K
n = 2,6mol
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
P ⋅ V = n ⋅ RT ∴
n ⋅ RT 2, 6 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L/ mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
P
1atm
∴ V = 63, 96 de O2
∴V=
Com esses dados, usamos a equação geral dos gases:
P1V1 P2 V2
T ⋅P ⋅ V
600K ⋅ 20 atm ⋅ 40 L
=
∴ T2 = 1 2 2 =
T1
T2
P1V2
120 atm ⋅ 10 L
600 ⋅ 2 ⋅ 4K 4800K
∴ T2 =
=
∴ T2 = 400K ou 127º C.
12
12
III.Calcule o volume de ar:
63,96L de O2
20%
Assim, o gás deve ser resfriado, portanto de 327ºC para
127ºC.
07 B
Uma vez que no início os gases têm volumes e temperaturas iguais, suas quantidades em mols serão proporcionais às suas pressões. Portanto, se tivermos n mols de H2,
teremos 5n mols de Cl2, visto que, a proporção entre as
pressões é de 1 : 5.
Na equação da reação, teremos:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
↓
↓
↓
Reagem: n mol de H2 + n mol de Cl2 → 2n mol de HCl
Havia: n mol de H2 + 5n mol de Cl2 → zero
Final:
zero
+
4n mol de Cl2 → 2n mol de HCl
P2 = ?
V1 = 300mL
V2 = 500cm3 ou 500mL
T1 = 50 + 273 = 323K
T2 = 100 + 273 = 373K
Com esses dados, usamos a equação geral dos gases:
P1V1 P2 V2
P ⋅ V ⋅ T 90atm ⋅ 300 mL ⋅ 373 K
=
∴ P2 = 1 1 2 =
T1
T2
V2 T1
500 mL ⋅ 323 K
90 ⋅ 3 ⋅ 373atm 100710atm
∴ P2 =
=
∴ P2 = 62, 35atm
5 ⋅ 323
1615
32 | 1a Série – Ensino Médio
A
B
CO2
CO2
C
CO2
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron para
calcular a massa de gás em cada cilindro:
mA
PVM
20 ⋅ 20 ⋅ M
400 ⋅ M
RT ∴ mA = A A ∴ mA =
∴ mA =
M
RT
RT
RT
PB VBM
10 ⋅ 40 ⋅ M
400 ⋅ M
mB
∴ mB =
∴ mB =
RT ∴ mB =
B: PB VB =
RT
RT
RT
M
PC VCM
5 ⋅ 80 ⋅ M
400 ⋅ M
mC
C: PC VC = M RT ∴ mC = RT ∴ mC = RT ∴ mC = RT
PA VA =
A:
Assim, a pressão que esse gás exerce é 62atm.
Assim, o volume de ar é 319,8L.
V = 20L
V = 40L
V = 80L
P = 20atm
P = 10atm
P = 5atm
T = constante T = constante T = constante
Estado final do gás:
P1 = 90atm
100%
10 D
Após a análise das informações dadas, conclui-se que:
I. (V)É maior do que a pressão parcial que esse gás
exerce no ar externo à cabine a 10.000m de altitude.
II. (V)Pode ser calculada pelo emprego da expressão:
pressão parcial de O2 = fração em mol de O2 · pressão total do ar.
III.(F) Como a 2.400m de altitude o ar da cabine é mais
seco que o atmosférico, sua composição é diferente e, por isso, as pressões parciais também são
diferentes.
11 A
Assim, a razão entre as quantidades, em mols, de Cl2(g) e
4n
= 2.
de HCl(g) é:
2n
08 Dados:
Estado inicial do gás:
V
63, 96 ⋅ 100L 6396L
=
20
20
∴ V = 319, 8L de ar
V=
Assim, concluímos que os três cilindros apresentam a
mesma massa.
VOLUME 4 | QUÍMICA
12 C
I. Calcule a pressão total do argônio (PT) no cilindro:
Patm = 1atm
PT = ?
II. Calcule a pressão parcial do argônio (Par) no cilindro:
PT = 100atm
Par = ?
Xar = 0,9% = 0,009
Par = PT · Xar ∴ Par = 100 · 0,009atm ∴ Par = 0,9atm
13 V, F, F, V, F
(V)Sob pressão constante, o volume de uma amostra de
gás é diretamente proporcional à sua temperatura (Lei
de Charles).
(F)Com volume constante, para determinada massa de
gás, a pressão é função linear da temperatura. Tal afirmação refere-se à Lei de Gay-Lussac.
(F)A fração em volume não é a mesma em mols.
(V)Para gases, P e T constantes, V = K(N), em que V =
volume, N = número de moléculas e K é uma constante.
Essa é a expressão matemática da Lei de Avogadro.
(F)Na equação geral dos gases, PV = nRT, R é denominado constante universal dos gases ideais.
14 B
XN = 75% = 0,75
XCO = 25% = 0,25
PT = 1,2atm
PN = ?
2
2
2
2
(V)A pressão total no vaso é de 3,0atm (Lei de Dalton).
PT = PH + PN ∴ PT = 2atm + 1atm ∴ PT = 3atm
2
(F)Ao comprimirmos os gases até a metade do volume
inicial do frasco, teremos uma pressão final de 6,0atm.
V
PT ⋅ = nT ⋅ RT ∴
2
n ⋅ RT 3 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 273,15 K
PT = T
=
V
22, 4 L
2
2
67, 2atm
∴ PT =
∴ PT = 6atm
11, 2
(F)Gases sempre formam misturas homogêneas.
17 B
Frasco A: TA = T, PA = 3PB, VA = 2VB
Fechada
2
Válvula
2
15 A
As pressões parciais do CO2 e do NO2 não se alteram
durante o processo. Portanto, ao CO2 e ao NO2 corresponderão duas retas horizontais, estando a do CO2 acima
da do NO2, pois a quantidade de mols do primeiro é maior
que a do segundo (0,5mol de CO2 e 0,2mols de NO2). A
pressão parcial do N2 vai aumentando até se introduzir os
0,3mol de N2 no recipiente. Sua representação será uma
reta crescente que termina entre as horizontais do CO2 e
do NO2 pois: 0,5mol de CO2 > 0,3mol de N2 > 0,2mol de
NO2. A representação da pressão total também será uma
reta crescente, pois é a soma das pressões parciais.
2
2
2
2 1
∴ P = 2atm
3 3 H2
• PN = PT · XN
2
2
2 1
·
∴ PN = 1atm
PN2 = 3atm
2
3 3
Frasco B: TB = T, PB = PB, VB = VB
Aberta (A + B): TF = T, PF = ?
Assim, a pressão parcial do N2 é 0,90atm.
16 V, V, V, F, F
• PH = PT · XH
PH = 3atm ·
Usamos a equação da pressão parcial do gás:
PN = PT · XN ∴ PN = 1,2atm · 0,75 ∴ PN = 0,90atm
2
PT = 100 · Patm ∴ PT = 100 · 1atm = 100atm
2
VF = VA + VB = 2VB + VB = 3VB
Com esses dados, usamos a equação geral dos gases
ideais.
PF ⋅ VF PA VA PB VB
P ⋅V P V
PV
=
+
∴ F F = A A+ B B
TF
TA
TB
T
T
T
∴ PF ⋅ VF = PA VA + PB VB
∴ PF ⋅ 3 VB = 3PB ⋅ 2VB + PB ⋅ VB
∴ PF ⋅ 3 VB = VB (3PB ⋅ 2 + PB )
∴ PF ⋅ VF = PA VA + PB VB
∴ PF ⋅ 3 VB = 3PB ⋅ 2VB + PB ⋅ V
∴ PF ⋅ 3 = 7PB
∴ PF ⋅ 3 VB = VB (3PB ⋅ 2 + PB
7
∴ PF ⋅ 3 = 7PB
∴ PF = PB
3
7
Assim, a pressão do sistema frasco (A + B) é ∴
igual
PF = PB .
3
2 1
(V)As frações molares de H2 e N2 são respectivamente
3 3
2 1
e .
3 3
18 B
nH2
2mol
2 mol 2
Não se pode determinar pela ausência de dados, mas se
XH2 =
=
=
=
a temperatura e o número de moléculas e o volume é o
nT 2mol + 1mol 3 mol 3
mesmo, deve-se ter a mesma pressão.
nN
1mol 1
1mol
XN2 = 2 =
=
=
nT 2mol + 1mol 3 mol 3
19 D
T = 27 + 273 = 300K
(V)As pressões parciais de H2 e N2 são, respectivamente,
P = 750torr
2,0atm e 1,0atm.
m = 1,04g
PT ⋅ V = nT ⋅ RT ∴
V = 0,496L
n ⋅ RT 3 mol ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 273,15 K
PT = T
=
R = 62torr · L · mol–1 · K–1
V
22, 4 L
M=?
67, 2atm
∴ PT =
∴ PT = 3atm
22, 4
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron.
1a Série – Ensino Médio | 33
VOLUME 4 | QUÍMICA
m
RT
M
m ⋅ RT 1, 04g ⋅ 62 torr ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
∴ M=
=
P⋅ V
750 torr ⋅ 0, 49L ⋅ L
19344g / mol
∴ M=
∴ M = 52g / mol
372
Assim, dentre as fórmulas moleculares dadas, a única que
corresponde a massa molar de 52g/mol é C2N2.
P ⋅ V = n ⋅ RT ou P ⋅ V =
Assim, a temperatura na superfície é maior que 10m de
profundidade.
22 C
A reação que ocorre é representada por:
H2(g) + Cl2(g) → 2HCl(g)
20 A
Estado inicial:
P1 = ?
m1 = 320g
T1 = 27 + 273 = 300K O2 = M = 32g/mol
V1 = 8,2L
R = 0,082atm · L/mol · K
Nota-se que o H2 está em excesso de 1mol. Então, após
a reação, resta no recipiente 1mol de H2 que não reagiu
a 2mols de HCl que foram produzidos, totalizando 3mols
de gases.
Cálculo da pressão parcial de HCl:
Analisando a equação química, conclui-se que o número
de mols de gases permanece constante.
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
Pinicial = Pfinal = 9,3atm
m
RT1
M
m ⋅ RT1 320g ⋅ 0, 082atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
∴ P1 =
=
P1 ⋅ M
8, 2 L ⋅ 32 g / mol
P1 ⋅ V1 = n1 ⋅ RT1 ou P1 ⋅ V1 =
∴ P1 =
7872atm
∴ P1 = 30atm
262, 4
Estado final:
P2 = 7,5atm
T2 = 300K
PHCl = XHCl · Pfinal
Então:
2 1
· 9,3
3 3
PHCl = 6,2atm
PHCl =
23 E
Usando-se as fórmulas moleculares e o Princípio de Avogadro, temos:
m2 = ?
V2 = V1 = 8,2L
Número de moléculas
em cada recipiente
2x
CO
(vezes)
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
m1
P1 ⋅ V1
n1 ⋅ R T1
P1 n1
P1 M
P m M
∴ =
∴ =
∴ 1 = 1⋅
=
P2 ⋅ V2 n2 ⋅ R T2
P2 n2
P2 m2
P2 M m2
M
P1 m1
30 atm 320g
320 ⋅ 7, 5g 240g
∴ =
∴
=
∴ m2 =
=
P2 m2
m2
7, 5 atm
30
3
∴ m2 = 80g de O2
Calcule a massa liberada.
Mliberada = M1 – M2 ∴ Mliberada = 320g – 82g
Balão
V

A uma profundidade de 10m  VP < S
2

VP = volume de profundidade
Número de átomos
em cada molécula
2
Número total de átomos
em cada recipiente
PS ⋅ VS PP ⋅ VP
V
P ⋅ V 2P ⋅ V
=
mas, PP = 2PS e VP < S , então: S S = S P
TP
TS
TP
2
TS
ou seja:
PS ⋅ VS
TS
V 
2 PS  S 
 2
1
1
<
∴
<
∴ TP < TS ou TS > TP .
TP
TS TP
34 | 1a Série – Ensino Médio
3
2
6
6x
2x
6·x
6x
24 A pressão parcial de um gás em uma mistura gasosa é a
pressão que o gás exerceria se estivesse sozinho no recipiente, na temperatura do sistema.
Capítulo 30
Estudo dos gases IV
Atividades para Sala
PS = PS
Nessas condições, usamos a equação geral dos gases:
C2H4
Portanto, o número de átomos será igual nos recipientes
contendo CO2 e C2H4.
VS = VS
O2
mesmo no de átomos
TP = Temperatura na profundidade
TS = ?
CO2
2 · 2x 3 · 2x 2 · x
4x
TS = temperatura na superfície
x
(igual)
VS = volume na superfície
Na superfície
x
(T, P) (T, P) (T, P) (T, P)
∴ Mliberada = 240g de O2.
21 C
2x
V = 20L V = 20L V = 10L V = 10L
01 D
M=?
d = 0,08g/L
T = 27 + 273 = 300K
P = 1atm
R = 8 · 10–2 atm · L/mol · K
VOLUME 4 | QUÍMICA
Com esses dados usamos a equação de Clapeyron:
d
P
m
m
= nRT ou PV =
RT ou PM =
RT
V
M
V
∴ PM = dRT
M=
dRT 0, 08g/ L ⋅ 8 ⋅ 10 −2 atm ⋅ L / mL ⋅ 1⋅ 300K
=
1atm
P
I. Calcule a quantidade de acetileno (C2H2) em mol,
usando Clapeyron:
PV
1 atm ⋅ 12, 3 L
PV = nRT ∴ n =
=
RT 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
12, 3
∴ n = 0, 5 mol de C2H2
∴
24, 6 mol−1
II. Calcule a massa de carbureto, usando a equação:
∴M = 8 · 10–2 · 0,08 · 300g/L ∴ M = 1,92g/mol
M = 64g/mol
Assim, a massa molar do composto é, aproximadamente, 2.
?
n=?
T = 27 + 273 = 300K
P = 1atm
V = 12,3L
CaC2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)
02 C
H2(g)
{
VH = 27km/min = 1620km/h
2
M = 2g/mol
O2(g)
{
↓
VO = ?
2
M = 32g/mol
Usando a Lei de Graham, temos:
VH2
VO2
=
∴ VO2
mO2
mO2
32 g/mol
1620km/h
∴
=
= 16 = 4
2 g/mol
VO2
1620km / 4
∴ VO2 = 405km/h
4
Assim, a velocidade de difusão do O2 é 405km/h.
03 a) n = 100mol
T = 77 + 273 = 350K
R = 62,3mmHg · L/mol · K
P = 100mm/tg
V=?
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT
V=
05 B
A densidade de um gás é inversamente proporcional à
temperatura. Assim, a densidade aumentará se a temperatura diminuir.
06 C
Após a análise das afirmações, conclui-se que:
I. (F) A massa específica do gás é alterada pela elevação
da temperatura.
II. (V)A energia cinética média das moléculas aumenta
com a elevação da temperatura.
III.(V) A temperatura não altera a massa do gás.
IV. (F) O produto pressão × volume não permanece constante porque houve variação na temperatura.
07 Equação da reação:
m=?
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
Lembre-se:
1m3 = 1000 L
Assim, o volume do balão meteorológico é 21,8m3.
b) d = ? P = 100mmHg, M = 4g/mol, T = 350K,
R = 62,3mmHg · L/mol · K
I. Calcule a quantidade de hidrogênio, (H2) em mol,
usando Clapeyron:
PV
1atm ⋅ 1L
PV = nRT ∴ n =
=
=
RT 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 298 K
1
04 mol de H2
∴ n = 0,0
24, 4 mol−1
PM
100 mmHg ⋅ 4g/ mol
400 g
=
=
∴
RT 62, 3 mmHg ⋅ L/ mol ⋅ K ⋅ 350 K 218051−1
d = 0, 0183g / L
m = 65,3 · 0,04g ∴ m = 2,61g de zn.
II. Calcule a massa de zinco (Zn):
M = 65,3g/mol
m=?
d=
Zn(s)
04 D
m=?
Equação: CaC2(s) + 2H2O(l) → Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)
+
2HCl(aq)
n = 0,04mol
ZnCl2(aq) + H2
↓
65,3g
m
Assim, a densidade do He é 0,0183g/L.
M = 64g/mol
T = 25 + 273 = 298K
V = 1L
P = 1atm
n=?
m = 65,3g
V = 21, 8 m3
Assim, a massa de carbureto é 32g.
100 mol ⋅ 62, 3 mmHg ⋅ L/ mol ⋅ K ⋅ 350 L
nRT
=
100 mmHg
P
∴ V = 62, 3 ⋅ 350 L ∴ V = 21805 L ou
1 mol
0,5 mol
m = 64 · 0,5g ∴ m = 32g de CaC2.
↓
64g
m
n=?
T = 27 + 273 = 300K
P = 1atm
V = 12,3L
(g)
↓
1mol
0,04mol
m = 65,3 · 0,04g ∴ m = 2,61g de Zn
Assim, a massa de zinco introduzida é 2,61g.
08 A
O gás hélio é inerte (não corre de inflamar e mais leve que
o ar (sobe).
1a Série – Ensino Médio | 35
VOLUME 4 | QUÍMICA
09 a)H2 (MM = 2u)
{
MH2
=
H ou D2 (MM = 4u) MD2
b)
2
2
M = 56g/mL
2u MH2 1
∴
=
4u MD2 2
{
10 B
A velocidade de efusão de um gás é inversamente proporcional a sua massa molar. Portanto, o gás de menor massa
molar deverá sair primeiro: H2S (massa molar 34 g/mol). O
segundo a sair é o que apresenta massa molar intermediária: (CH3)2O (massa molar 62g/mol). O último a sair é o que
apresenta massa molar maior: SO2 (massa molar 64g/mol).
11 B
Equação:
V = 0,56L
T = 0ºC + 273 = 273K
P = 2atm
n=?
M = 65,4g
m=?
m=
280, 5 ⋅ 26g 7293g
=
∴ m = 130, 23g de C2H2( g )
56
56
Assim, a massa de acetileno produzida é 130,23g.
c) P = 1atm
V=?
M = 26g/mol
m = 130,23g
R = 0,082atm · L / mol · K
T = 300K
Com esses dados, usamos a equação de Clapeyron:
PV = nRT ou PV =
V=
↓
26g
m
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
I. Calcule a quantidade de hidrogênio (H2) em mol,
usando Clapeyron:
PV
PV = nRT ∴ n =
RT
2 atm ⋅ 0, 56 L
1,12
∴n =
=
0, 082 atm ⋅ L /mol ⋅ L ⋅ 273 K 22, 3 mol−1
∴ n = 0, 05 mol de H2
V=
M = 65,4g/mol
n = 0,05mol
m=?
mRT
PM
130, 23 g ⋅ 0, 082 atm ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 300 K
1atm ⋅ 26 g/mol
32036, 58g
26
Assim, o volume de acetileno (C2H2) obtido é 123,21L.
I.
M = 24g/mL
m = 348mg = 348 · 10–3g
2LiOH(s)
↓
1 mol
0,05 mol
m = 65,4 · 0,05g ∴ m = 3,27g de Zn
Atividades Propostas
+
↓
2 · 24g
348 · 103g
Assim, a massa de zinco produzida é 3,27g.
{
n=
CO2(g)
n=?
→ Li2CO3(s) + H2O(l)
↓
1mol
n
348 ⋅ 10 −3 g
= 7, 25 ⋅ 10 −3 g
48
∴ n = 0, 00725 mol
01 a)
M = 56g/mL
M = 64g/mol
m = 280,5g
m=?
CaO(s) + 3C(s)
↓
56g
280,5g
∴V =
∴ V = 123, 21L de C2H2( g )
Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)
m
M
02 Calcule a quantidade de CO2 em mol:
II. Calcule a massa de zinco (Zn):
↓
65,4g
m
C2H2(g) + Ca(OH)2(aq) + CO(g),
↓
56g
280,5g
∴ dD2 = 0,18 g/L
m=?
CaO(s) + 3C(s) + 3H2O(l)
dH =0,09 g/L dH2 = MH2 ∴ 0, 09 g/L = 1 ∴ d = 2 ⋅ 0, 09 g/L
2
D2
dD2 MD2
dD2
2
d =?
D2
M = 26g/mol
m = 280,5g
{
m=
CaC2(s) + CO(g)
↓
64g
m
280, 5 ⋅ 64g 17952g
=
∴ m = 320, 57g de CaC2
56
56
Assim, a massa de CaC2 produzida é 320,5g.
b) Equações sucessivas:
II. Calcule o volume de CO2, usando a equação de CO2
de Clapeyron:
P = 781mmHg
R = 62,3mmHg · L/mol · K
T = 21 + 273 = 294K
n = 0,00725 mol
V=?
PV = nRT
∴V =
CaO(s) + 3C(s) → CaC2(s) + CO(g)
V=
CaC2(s) + 3H2O(l) → C2H2(g) + Ca(OH)2(aq)
36 | 1a Série – Ensino Médio
nRT 0, 00725 mol ⋅ 62, 3 mm Hg ⋅ L/mol ⋅ K ⋅ 294 K
=
P
781mmHg
132, 79 L
∴ V = 0,17L de CO2
781
Assim, o volume máximo de CO2 é 0,17L.
VOLUME 4 | QUÍMICA
03 a) I. Calcule a quantidade de nitrogênio (N2), em mols,
usando a equação de Clapeyron:
n = ?
P = 1atm
05 D
T = 27 + 273 = 300K
V = 73,8L
Assim, a massa de azoteto de sódio NaN3(s) é, aproximadamente, 19g.
I. Calcule a quantidade de nitrogênio (N2), em mol,
usando a equação da reação:
M = 65g/mol
R = 0,082atm · L/mol · K
m = 65g
PV = nRT
2NaN3(s)
1 atm ⋅ 73, 8 L
73, 8
PV
∴n =
=
=
RT 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K 24, 6 mol−1
∴ n = 3 mol de N2( g )
II. Calcule a quantidade de azida de sódio (NaN3) em
mols, usando a equação da reação química:
n=?
n=?
6NaN3(s) + Fe2O3(s)
→
3Na2O(s) + 2Fe(s) + 9N2(g)
↓
6mol
n
∴n =
n = 3mol
↓
9mols
3mols
6 ⋅ 3 mol 18 mol
=
∴ n = 2 mol de N2( g )
9
9
Assim, são necessários 2 mols de N2(g).
b) Como a temperatura se mantém constante, usamos a
lei de Boyle para calcular a pressão interna:
Situação 1
Situação 2
P1 = 1atm
P2 = ?
V
V2 =
3
VI = V
PIVI = P2V2
Assim, a pressão interna do air bag é 3 atm.
n = 1,5 mol
V=?
R = 0,082atm · L/mol · K
T = 27 + 273 = 300K
PV = nRT
nRT 1, 5 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
P
1atm
∴ V = 36, 9 L de N2( g )
V=
Assim, o volume de N2 produzido é 36,9 L.
06 C
Os balões que contêm os gases menos densos que o ar
ficam na parte superior da sala. Os balões contendo os
gases mais densos que o ar ficam na parte inferior da sala.
07 E
Equacione a reação e, por meio dela, calcule a massa de
CO2 produzida:
CH4(g)
↓
22.4L
5,6L
10 L de N2 → n
10 mol
n=
∴ n = 0, 44 mol de N2( g )
22, 7
m=
2NaN3(s)
→ 2Na(s)
n = 0,44mol
+
3N2(g
↓
↓
3mols
2 · 65g
0,44mols
m
2 ⋅ 65 ⋅ 0, 44 57, 2g
m=
=
∴ m = 19, 06g de NaN3( s )
3
3
M = 44g/mol
m=?
V = 5,6L
22, 7 L de N2 → 1mol
m=?
↓
3 mols
n
II. Calcule a quantidade de nitrogênio (N2) produzida em
litros, usando a equação de Clapeyron:
P = 1atm
Vm = 22,7L / mol
M = 65g/mol
3N2(g
65 ⋅ 3 mol 3 mol
=
∴ n = 1, 5 mol de N2( g )
2 ⋅ 65
2
I. Calcule a quantidade de nitrogénio (N2) em mols:
II. Calcule a massa de azoteto de sódio (NaN3), usando a
equação da reação:
+
04 C
n=
2Na(s)
↓
2.65g
65g
V
1atm ⋅ V = P2 ⋅ ∴ P2 = 3 atm.
3
n=?
+ 2O2(g)
CO2(g)
+
2H2O(g)
↓
44g
m
5, 6 ⋅ 44g 44g
=
∴ m = 11g de CO2
22, 4
4
Assim, a massa de CO2 produzida é 11g.
08 A
I. Calcule a quantidade em mols de H2 produzida,
usando a equação de Clapeyron:
P = 3atm
V = 8,2 L
n = ?
R = 0,082atm · L / mL · K
T = 27 + 273 = 300K
1a Série – Ensino Médio | 37
VOLUME 4 | QUÍMICA
PV = nRT
3 ⋅ 8, 2
PV
3 atm ⋅ 8, 2 L
=
=
n=
⋅
⋅
⋅
K
⋅
RT
atm
L
mol
K
0
,
082
/
300
3
8, 2 mol−1
II. Calcule o volume de CO2 usando a equação de Clapeyron:
P = 1atm
V=?
∴n = 1mol de H2(g)
n = 2 mol
R = 0,082atm · L/mol · K
T = 27 + 273 = 300K
PV = nRT
II. Calcule a massa de LiH, usando a equação da reação:
M = 7,94g/mol
m=?
+ H2O(l)
LiH(s)
→
LiHO(aq)
+
↓
7 · 94g
m
n = 1mol
H2(g)
↓
1 mol
1 mol
m = 7,94g de LiH
nRT 2 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 300 K
=
V=
1atm
P
∴ V = 2 · 0,082atm · 300L ∴ V = 49,2L de CO2
Assim, o volume de CO2 que reage é 49,2L.
11 E
Assim, a massa de LiH necessária é 7,94g.
Equacione a reação e, por meio dela, calcule a quantidade de O2 em mols:
n = 1mol
09 D
2KClO3(s)
I. Calcule a quantidade de nitrogênio (N2), em mol,
usando a equação de Clapeyron:
V = 74L
n=?
R = 0,082atm · L / mol · K
T = 27 + 273 = 300K
PV = nRT
1 atm ⋅ 74 L
74
PV
∴n =
=
=
0
,
082
/
300
K
24
,
6
mol−1
RT
atm
⋅
L
mol
⋅
K
⋅
n = 3mol de N2(g)
II. Calcular a massa de azida de sódio (NeN3), usando a
equação química:
m=?
NaN3(s)
2Na(s)
+
3N2(g
↓
3mols
3mols
P = 1atm
V=?
n = 1,5 mol
R = 0,082 atm · L / mol · K
T = 273K
PV = nRT
V=
V = 33,6L de O2
Assim, o volume de O2 produzido é 33,6L.
I. Calcule a quantidade de CO2, em mols, usando a
equação da reação:
2
MH = 2g/mol
2
O2
=
MO2
MH2
∴
+
↓
1moL
n = 2 mol de CO2(g)
n
{
38 | 1a Série – Ensino Médio
H2O(l)
13 B
Gás x
2
1200 km/L
∴ VO2 = 300 km/h
4
Assim, a velocidade de difusão do gás oxigênio é 300km/h
VO2 =
VH2
3
Mx = ?
Gás He
123
CaCO3(s)
2
MO = 32g/mol
32 g/mol
1200km/h
=
= 16 = 4
2 g/mol
VO2
m=?
+ CO2(g)
VO = ?
Calcule a velocidade de difusão do oxigênio usando a Lei
de Graham:
123
VH = 20km/min = 1200km/h
123
H2
123
10 C
↓
1moL
2moL
nRT 1, 5 mol ⋅ 0, 082 atm ⋅ L / mol ⋅ K ⋅ 273 K
=
1 atm
P
VO2
Ca(OH)2(s)
3 mol
∴ n = 1, 5 mol de O2( g )
2
Calcule o valor de oxigênio (O2) produzido usando a
equação de Clapeyron:
Assim, a massa de azida de sódio necessária é 65g.
n = 2mol
3mol
n
VH2
↓
12 D
∴ m = 65g de NaN3
n = 3mol
↓
65g
m
n=
M = 65g/mol
2KCl(s) + 3O2(g
∆
↓
2mols
1mols
P = 1atm
n=?
VHe = 3Vx
MHe = 4g/mol
VOLUME 4 | QUÍMICA
Por meio da Lei de Graham, calcule a massa molar do gás x.
VHe
4 g/mol
4 g/mol
Vx
MHe
Vx
M
=
∴ x =
∴
=
3 Vx
3 Vx
VHe
Mx
Mx
Mx
∴ Mx =36g/mol
Assim a massa molar de x é 36g/mol.
14 B
Como o volume se manteve constante, trata-se de uma
transformação isovolumétrica e, assim, usamos a Lei de
Charles:
PI = 24lb/pol2
P2 = ?
TI = 27 + 273 = 300K
PI P2
=
TI T2
∴ P2
2
P1 ⋅ T2 24lb/pol ⋅ 330 K
=
TI
T2
P2 =
792lb/pol
∴ P2 = 26, 4lb/pol2
30
17 D
A uma profundidade de 5m
V1 = V
PI = 1atm + x = 1atm +
Assim, a pessoa medirá uma pressão de 26,4lb/pol2.
∴ PI =
15 A
para o balão 1: PI VI = n1K; para o balão 2: 2P2VI = n2K. Para
o Balão 3: 3P3VI = n3K.
I. (F) A pressão em B1 é igual à pressão em B2. Nos balões
1 e 2, o número de mols é o mesmo, ou seja, 0,5
mol para cada um. Se P1V1 = 2P2V1, logo se deduz
que P1 = 2P2.
II. (F) Os produtos P1V1, P2V2 e P3V3 são iguais entre sí.
Considerando os valores de n em cada balão,
temos que: PIVI = 0,5K; P2V2 = 0,5K e P3V3 = K. Portanto, PIVI = P2V2 ≠ P3V3.
III (V) Se apenas a torneira T1, for aberta, a pressão em B2
ficará igual à pressão em B3. Se abrirmos a torneira
T1, o sistema conjunto balão 1 + balão 2 se tornará
igual ao balão 3 em mol e volume, logo a pressão
em B1 será igual à pressão em B2, que é igual a
pressão em B3.
IV.(V) Se apenas a torneira T2 for aberta, haverá difusão
do gás de B3 para B2.
Um gás flui de um sistema de pressão maior para sistema de pressão menor. Vamos comparar as pressões
1atm
1
x = atm
2
5m
V2 = ?
Na superfície
V3 = 3V1, podemos escrever:
Calcule x = ?
10m
Bolha
Para uma temperatura constante, como é o caso, podemos reescrever: PV = nK, em que K é uma constante. Se
n também for constante, podemos escrever PV = K, em
que K será outra constante. Neste último caso, temos a
expressão da Lei de Boyle: o produto PV é constante para
uma mesma quantidade de gás à temperatura constante.
Para os três balões, podemos escrever:
Balão 1: P1V1 = n1K, Balão 2: P2V2 = n2K, Balão 3:
P3V3 = n3K. De acordo com os dados fornecidos, V2 = 2V1 e
3
atm
2
1
atm
2
123
Se a temperatura do gás aumenta, aumentará a energia
cinética medida das moléculas, aumentando assim, o
número de colisões das moléculas do gás contra as paredes do recipiente e, como consequência, a pressão do
gás aumenta.
123
=
16 D
T2 = 57 + 273 = 330K
4P2 V1
4P2
3 V1
3
ou que P3 = 1,3 vezes maior que P2, logo, haverá
difusão do gás de B3.
V. (F) Se as torneiras T1 e T2 fossem abertas, o número
4de mols em B1 continuaria sendo igual a 0,5. Finalmente, se as duas torneiras fossem abertas, teremos um total de 2mols de gás, em um volume igual
a 6V1. Portanto, a pressão total será K/3V1. A pressão em B1 é dada por P1 = n1 · K/V1. Após a abertura
das torneiras, P1 será igual a pressão total, temos
que: K/3V1 = n1K/V1. Logo, n1 = 0,33mol.
temos que: 4P2VI = 3P3VI o que P3 = P3
2
2
 4 g/m
mol 
1 4 g/mol
 1
∴ =
∴ Mx = 4 ⋅ 9 g/mol
∴  = 

 3
Mx 
Mx
9

nos balões 2 e 3, vejamos: 2P2VI = 0,5K e 3P3VI = K (conforme mostrado anteriormente). Matematicamente,
P2 = 1 atm
Como a temperatura se mantém constante, usamos a Lei
de Boyle para calcular o volume da bolha:
3
atm ⋅ V
PV
3
∴ V2 = V ∴ V2 = 1, 5 V.
PIVI = P2V2 ∴ V2 = V2 = I I = 2
P2
1atm
2
Assim, o volume da bolha na superfície é 1,5V.
18 D
a) (V) Enunciado da Lei de Boyle.
b)(V)
P
c)(V)PV = K ou 1 = K
V
d) (F) Só se a variação do aumento for o produto.
e) (V) Inversamente proporcional.
P
V
1a Série – Ensino Médio | 39
VOLUME 4 | QUÍMICA
19 B
Para que analisemos as afirmativas é necessário lembrar que: dentro do pote havia ar e como este estava na
geladeira, ele era frio e mais denso. Ao se retirar o pote
da geladeira, o ar esquenta e se expande, estufando a
tampa.
a) (F)O fenômeno não ocorreria se o recipiente fosse
fechado a vácuo (sem ar), isso porque, é o ar que
faz a tampa estufar.
b)(V)Houve aumento de pressão proveniente do
aumento de temperatura.
c) (F) Não, porque houve variação na temperatura.
d) (F) O valor da grandeza (PV na escala Kelvin), para o ar
do recipiente, é igual quando a tampa está a ponto
de saltar, do que quando o recipiente está na geladeira.
e) (F) O resultado do experimento depende da temperatura do ambiente.
20 B
a) (F) A energia interna depende da temperatura.
b) (V) São grandezas inversas (supondo-se T=CTE).
c) (F) Adiabática refere-se a calor.
d) (F) Depende do trabalho envolvido.
e) (F) São diretamente proporcionais.
21 A
Com o aumento da temperatura, a densidade do ar presente no tubo de ensaio diminui. Parte desse ar passa
para o balão, fazendo com que o volume deste aumente.
22 C
De acordo com a figura, o êmbolo é livre (para se mover
verticalmente) e, consequentemente, a pressão externa
não varia. Logo V e T são diretamente proporcionais.
VaT ou V = KT ∴
V
= K = constante.
T
23 O oxigênio, porque apresenta a menor massa molecular.
24 C
Calcule o volume do cloreto de hidrogênio (HCl) usando
a equação da reação:
m = 44g/mol
m=?
V = 10L
H2(g)
↓
1L
10L
→
2HCl(g)
↓
2L
V
123
+ Cl2(g)
V = 10 · 2L ∴ V = 20L de HCl(g)
Assim, o volume de HCl(g) produzido é 20L.
Elaborado por: Cícero Waldemir Vital da Silva
40 | 1a Série – Ensino Médio
Omar Landim