Lista Exercícios_ Gases Ideais_Cap 02 (1)

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Centro de Ciências Exatas – Departamento de Química 
Físico-Química – Engenharia Química Cód. 205 
Profª. Drª Daniela Martins Fernandes de Oliveira 
 
Lista de Exercícios – 01 (respostas em negrito) 
 
1. Muitos remédios para acidez estomacal contém bicarbonato de sódio, NaHCO3. 
Assumindo que ele reage no estômago de acordo com a equação: 
NaHCO3(s) + HCl (aq)  NaCl (s) + H2O (l) + CO2 (g) 
Calcule o volume de CO2 gasoso a partir de 0,5 g de bicarbonato de sódio a pressão de 1 
atmosfera e temperatura de 37ºC. (0,15 L) 
 
2. Uma amostra de ar ocupa um volume de 1,0 L a 25ºC e 1,00 atm. Qual a pressão necessária 
para comprimir esta amostra a 100 cm3 nesta temperatura?(10 atm) 
 
3. Poderia 131 g de Xe num recipiente de volume de 1,0 L, exercer uma pressão de 20 atm a 
25ºC se ele se comportasse como um gás ideal? Em caso negativo, qual a pressão que este 
gás poderia exercer?(Não, P seria 24,4 atm) 
 
4. Um mol de gás ideal sofre compressão isotérmica, a qual reduz seu volume de 2,20 L. A 
pressão final e o volume do gás são 3,78 x 103 Torr e 4,65 L, respectivamente. Calcular a 
pressão original do gás em a) Torr e b) atm (3,37 atm e 2563,8 torr). 
 
5. Um mol de gás ideal a 340 K é aquecido a pressão constante até seu volume ter aumentado 
de 14%. Qual a temperatura final do gás? (388 K) 
 
6. Uma amostra de 255 mg de neônio ocupa um volume de 3,00 L a 122 K. Use a lei do gás 
ideal para calcular a pressão do gás. (0,042 atm) 
 
7. Uma mistura gasosa consiste de 320 mg de de metano, 175 mg de argônio e 225 mg de 
neônio. A pressão parcial do neônio a 300 K é 66,5 Torr. Calcular a) o volume; b) a pressão 
total da mistura e c) a pressão parcial de cada gás na mistura. (a) 3,10L; (b) 214 Torr;(c) 
PNe=0,0875 atm;PAr=0,035 atm; PCH4=0,16 atm 
 
8. A densidade de um composto gasoso é 1,23 gL-1 a 330 K e 150 Torr. Qual a massa molar do 
composto? (MM = 167 g/mol) 
 
9. Calcule a pressão exercida por 1 mol de etano comportando-se como gás ideal sobre as 
seguintes condições: a) 273,15 K e 22,414 L. b)1000 K e 100 cm3. (a) P= 1 atm; (b) P= 820 
atm 
 
10. Um gás a 250 K e 15 atm tem um volume molar 12% menor do que o calculado pela 
equação de estado do gás ideal. Calcule o fator de compressibilidade sobre estas condições e 
o volume molar real do gás. (Vm = 1,21 L; Z = 0,88) 
 
11. Um recipiente de 22,4 L contém 2,0 mols de H2 e 1,0 mol de N2 a 273,15 K. Calcule a) 
fração molar de cada componente (XH2 = 0,67 e XN2 = 0,33); b) suas pressões parciais (PH2 = 
2,01 atm e PN2 = 0,99 atm) e c) a pressão total (PT = 3 atm) . 
 
12. Deduzir a relação entre a pressão e a densidade () de um gás ideal de massa molar M. 
Confirme graficamente usando os seguintes dados de dimetil éter a 25ºC que o comportamento 
é alcançado a baixas pressões e determine a massa molar do gás. (MM = 45,6 g/mol) 
P/Torr 91,74 188,98 277,3 452,8 639,3 760 
/gL-1 0,225 0,456 0,664 1,062 1,468 1,784 
 
 
13. Uma amostra de gás ideal a 27ºC e 380 Torr ocupa um volume de 492 cm3. Qual o nº de 
mols de gás na amostra? (n = 0,01 mols) 
 
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14. Um balão de 2,0L contém n mols de nitrogênio a 0,5 atm de pressão e a T K. A adição de 
0,01 mols de oxigênio é necessária para esfriar o balão a temperatura de 10ºC para manter a 
mesma pressão. Calcule o nº de mols total e a Tinicial. (n = 0.0332 mols e T = 367 K) 
 
15. Dois frascos de igual volume são preenchidos com nitrogênio gasoso e quando imersos em 
água em ebulição, a pressão total do gás dentro do sistema é 0,5 atm. Um dos frascos é então 
imerso em uma mistura de água-gelo, mantendo o outro em água em ebulição. Calcule a nova 
pressão para o sistema. (P = 0,422 atm) 
 
16. O ar é constituído de aproximadamente 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio (em fração 
molar). Se 4,0 g de hidrogênio são adicionados a um frasco de 22,4 L mantido a 0ºC e 
inicialmente preenchido com ar a 1 atm, qual deve ser a massa molar média da mistura de ar-
hidrogênio? (MM = 10,9 g mol-1) 
 
17. Calcule a composição em % em peso de uma mistura de 5,00 g de hélio e argônio 
ocupando um volume de 10,0 L a 25ºC e 1,00 atm. (25,2 % de He; 74,8 % Ar) 
 
18. Considere uma mistura gasosa num recipiente de 2 dm3 a 27ºC. Para cada mistura, calcule 
a pressão parcial de cada gás, a pressão total e a composição da mistura em % molar. 
Compare os resultados dos 4 cálculos. a) 1g de H2 e 1g de O2; b) 1g de N2 e 1g de O2; c) 1g 
de CH4 e 1g de NH3; d) 1g de H2 e 1g de Cl2. (a) 5,9% O2 e 94,1% N2 ...... 
 
19. Um cilindro contém 100 g de um gás ideal (MM = 40 gmol-1) a 27ºC e 2 atm de pressão. 
Num processo de transferência, o cilindro caiu e amassou, havendo portanto um decréscimo 
de volume. Mas, a válvula do cilindro não tem capacidade de manter a pressão maior que 2 
atm, portanto 10 g de gás vazou. a) Calcule o volume do cilindro antes e após o amassado; b) 
Se a válvula fosse realmente forte, qual deveria ser a pressão após o amassado? Considerar a 
temperatura constante durante o processo. (a) Vantes = 30,78 L; Vapós = 27,70 L (b) P = 2,22 
atm 
 
20. Assuma que o ar tem massa molar média de 29 g mol-1. Calcule a pressão do ar a 10.000 
m de altitude. P = 760 mmHg a h=0 e considere a T de 25ºC. (P= 0,32 atm ou 243,2 Torr) 
 
21. Calcule a pressão exercida pelo NH3 gasoso na altura de 5.000 m se a pressão exercida a 
h=0 é 400 Torr a 27ºC. (P = 286,5 Torr) 
 
22. O ar alveolar do pulmão humano contém em volume: 80,5% de N2; 14% de O2 e 5,55% de 
CO2. Se a pressão do pulmão é 760 mmHg e a pressão de vapor de água é 47 mmHg, calcular 
as pressões parciais exercidas por estes componentes principais em atm. Considerar os gases 
secos. (PCO2 = 0,05 atm; PO2 = 0,13 atm; PN2 = 0,76 atm) 
 
23. Gás liberado por uma cultura fotossintetizante de algas verdes, recolhido num balão de 250 
mL a 30ºC e 795 mmHg pesou 48,19g. Tente descobrir a composição do gás, sabendo-se que 
este mesmo balão cheio com argônio a 0ºC e 760 mmHg pesou 48,30 g. (MM = 32 g mol-1) 
gás O2 
24. Fotossíntese por plantas terrestres leva a fixação de 1 Kg de carbono em média a cada ano 
por cada m2 de uma floresta ativa. A atmosfera é constituída aproximadamente de 20% de O2 e 
80% de N2, mas, contém 0,046% em peso de CO2. Qual o volume de ar (25ºC e 1 atm) 
necessário para prover este 1 Kg de carbono? V = 6,72 x 106 L 
25. A composição do ar seco em % massa ao nível do mar é de aproximadamente 75,5% de 
N2, 23,2% de O2 e 1,3% de Argônio. Qual a pressão parcial de cada componente quando a 
pressão total é igual a 1 atm? PN2 = 0,780 atm; PO2 = 0,210 atm e PAr = 0,0096 atm. 
 
26. A densidade do SO2 gasoso a 273,15 K é: 
P (atm) 0,25 0,50 1,00 
 (g dm-3) 0,71878 1,44614 2,92655 
 Fazer um gráfico de /P versus P, extrapolar para P=0 e calcular a massa molar do SO2. 
27. Resolver as questões 2.1; 2.3 e 2.4 do Castellan. 
28. Resolver os problemas 2.1; 2.2; 2.3; 2.4. 2.5; 2.6; 2.7; 2.8; 2.9; 2.10; 2.12; 2.13 e 2.14 do 
Castellan.