EXERCICIOS SALA DE AULA

Prévia do material em texto

Exercícios 
Gases Ideais e Reais 
10.10 (Química a Ciência central) Faça as seguintes 
conversões: 
 
a) 2,44 atm para torr: 
b) 682 torr para kPa: 
c) 776 mmHg para atm: 
d) 1,456 x 105 Pa para atm: 
e) 3,44 atm para bar: 
 
10.18. (Química a Ciência central) Suponhamos que tenhamos um 
gás confinado em um pistão como mostrado na figura. O que 
aconteceria com a pressão dentro do cilindro se você fizesse o 
seguinte: 
 
a) Diminuir o volume para um terço do volume original mantendo a 
temperatura constante. 
 
b) Reduzir a temperatura kelvin para a metade de seu valor original, 
mantendo o volume constante. 
 
c) Reduzir a quantidade de gás para a metade mantendo o volume e 
a temperatura constantes. 
 
10.19(Química a Ciência central) Uma quantidade fixa de gás a 
23°C exibe uma pressão de 748 torr e ocupa um volume de 10,3 
L. 
 
a) Use a Lei de Boyle para calcular o volume que o gás ocupará a 
23°C se a pressão for aumentada para 1,88 atm. 
 
b) Use a lei de Charles para calcular o volume que o gás ocupará se 
a temperatura for aumentada para 165°C enquanto a pressão for 
mantida constante. 
10.32 (Química a Ciência central) Uma lata de spray aerossol com 
um volume de 456 mL contém 3,18 g de gás propano, C3H4, como 
propelente. 
 
a) Se a lata está a 23°C, qual será a pressão nela? 
 
b) Qual o volume que o propano ocuparia nas CNTP? 
 
c) Na lata está escrito que a exposição a temperaturas acima de 
130°F pode causar estouro do recipiente. Qual a pressão da lata 
a essa temperatura? 
10.66 (Química a Ciência central) Suponha ter dois 
recipientes de 1 L, um contendo N2 nas CNTP, outro 
contendo CH4 nas CNTP. Como esses sistemas se 
comparam em relação a: 
 
a) Ao número de moléculas. 
b) densidade. 
c) Energia cinética média das moléculas. 
d) Taxa de efusão por um vazamento por buraco de 
alfinete? 
 
 
 
10.63 (Química a Ciência central) 
 
a) Sob quais condições experimentais de temperatura e 
pressão os gases em geral se comportam não 
idealmente? 
 
b) Quais as duas propriedades ou características das 
moléculas de gás fazem com que elas se comportam 
de forma pouco ideal. 
 
10.79(Química a Ciência central) Calcule a pressão de 
CCl4 exercerá a 40°C se 1,00 mol ocupa 28,0 L, 
supondo: 
 
a) O tetracloreto de carbono obedece à equação do gás 
ideal. 
b) O tetracloreto de carbono obedece à equação de Van 
der Waals. 
 
Exercícios Primeira Lei da 
Termodinâmica 
2.1 (David W. Ball) Calcule o trabalho realizado por 
uma pessoa que exerce uma força de 30 N para mover 
uma caixa por 30 metros, se a força for: 
 
a) paralela a direção em movimento. 
b) a 45° da direção do movimento. 
As grandezas relativas fazem sentido? 
 
2.4 (David W. Ball) Calcule o trabalho, em jaules, 
necessário para expandir um balão de 5 mL para 3,350 L 
contra a pressão atmosférica-padrão. Seus pulmões 
realizam trabalho, se você estiver assoprando o balão 
para enchê-lo. Admita que o processo é reversível. 
 
2.6 (David W. Ball) Calcule a capacidade calorífica de 
um material, se 288 J de energia forem necessários para 
aquecer 50,5 g desse material, de 298 K a 330 K. Quais 
são as unidades? 
2.14 (David W. Ball) Explique qual é a variação de 
energia interna quando um gás se contrai de 377 mL 
para 119 mL, sob uma pressão de 1550 torrr, enquanto, 
ao mesmo tempo, o gás é resfriado pela remoção de 
124,0 J de energia térmica? 
 
2.15 (David W. Ball) Calcule o trabalho para uma 
compressão isotérmica e reversível de 0,245 mol de um 
gás ideal, indo de 1,000 L para 1 mL a uma temperatura 
de 95°C. 
2.23 (David W. Ball) Um balão cheio com 0,505 mols de 
gás se contrai reversivelmente de 1,0 L para 0,10 L a 
temperatura constante de 5,0 °C. Durante esse 
processo, ele perde 1270 J de calor. Calcule w, q, ∆U e 
∆H para o processo. 
2.24 (David W. Ball) São necessários 2260 J para 
vaporizar um grama de água líquida no seu ponto de 
ebulição normal, de 100 °C. Qual o valor de ∆H para 
esse processo? Qual o trabalho realizado quando o 
vapor de água se expande contra uma pressão de 0,988 
atm? Qual o valor de ∆U para esse processo? 
2.26 (David W. Ball) Um refrigerador contém 
aproximadamente 17 pés cúbicos, ou cerca de 480 L, de 
ar. Assumindo que o ar se comporte como gás ideal, 
com Cv igual a 12,47 j/mol K, qual a variação de U ao 
resfriar o ar da temperatura ambiente (22°C) à 
temperatura do refrigerador (4°C)? Assuma uma pressão 
inicial de 1,00 atm. 
2.26 (David W. Ball) O ácido benzoíco, C6H5COOH, é 
um padrão comumente usado em bombas 
calorimétricas, que mantém o volume constante. Se 1,20 
g de ácido benzóico libera 31723 J de energia quando 
queimadas na presença de excesso de oxigênio à 
temperatura constante de 24,6°C, calcule q, w, ∆H e ∆U 
para a reação. 
2.26 (David W. Ball) Usando a Lei de Hess, escreva 
todas as reações de formação que se deve domar e 
calcule ∆reação H (25°C) para a seguinte reação: 
 
2NaHCO3 (s) → Na2CO3 (s) + CO2 (s) + H2O (l) 
 
 
 
 
Segunda e Terceira Leis da 
Termodinâmica 
 
 
 
 
Exercícios 
propriedades coligativas 
13.7 A glicerina (C3H8O3) é um eletrólito não volatil com 
densidade de 1,26 g/mL a 25°C . Calcule a pressão de 
vapor a 25°C de uma solução preparada pela adição 
de 50,0 mL de glicerina a 500, 0 mL de água. A pressão 
de vapor da água pura a 25°C é 23,8 torr. 
 
𝒅 = 
𝒎
𝑽
 𝒎 = 𝒅 𝑽 
 
𝒏 =
𝒎
𝐌
 𝑿𝑯𝟐𝑶 =
𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑯𝟐𝑶
𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝑯𝟐𝑶 + 𝒎𝒐𝒍 𝒅𝒆 𝒈𝒍𝒊𝒄𝒆𝒓𝒊𝒏𝒂
 
𝑷 𝑯𝟐𝑶 = 𝑿𝑯𝟐𝑶 𝑷° 𝑯𝟐𝑶 
13.8 O anticoagulante automotivo consiste em etilenoglicol 
(C2H6O2), um não eletrólito não volátil. Calcule o ponto de 
ebulição e o ponto de congelamento de uma solução de 
25% de massa de etilenoglicol em água. 
 
Molalidade = 
𝒏 𝒆𝒕𝒊𝒍𝒆𝒏𝒐𝒈𝒍𝒊𝒄𝒐𝒍
𝒎 𝒌𝒈 𝑯𝟐𝑶
 
 
𝒏 =
𝒎
𝐌
 
 
∆𝑻𝒄 = 𝑲𝒄 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 
∆𝑻𝒆 = 𝑲𝒆 𝒎𝒐𝒍𝒂𝒍𝒊𝒅𝒂𝒅𝒆 
 
Ke = 0,51°C / mol/kg 
Kc = 1,86 °C / mol/kg 
 
13.8 A pressão osmótica média do sangue é 7,7 atm a 
25°C. Qual concentração de glicose será isotonica 
com o sangue? 
 
 𝝅 = 𝒄 𝑹 𝑻 
EXERCÍCIOS 
CINÉTICA QUÍMICA 
 
A 400 ºC, a conversão de primeira ordem do ciclopropano 
em propileno possui uma constante de velocidade de 1,16 
x 10-6 s-1. Se a concentração do ciclopropano é 1,0 x 10-2 
mol.dm-3, a 400 ºC, qual será sua concentração 24 horas 
após o início da reação? 
 
A decomposição de N2O5 dissolvido em tetracloreto de 
carbono é uma reação de primeira ordem. A reação 
química é 2 N2O5  4 NO2 + O2. A 45 ºC, a reação foi 
iniciada com uma concentração inicial de N2O5 de 1,0 
mol.dm-3. Após 3 horas a concentração de N2O5 ficou 
reduzida a 1,21 x 10-3 mol.dm-3. Qual a meia-vida do N2O5 
expressa em minutos, a 45ºC? 
 
Uma determinada reação de decomposição de um fármaco 
segue cinética de segunda ordem. Uma concentração 
inicial de 0,050 mol/L reduz-se a 80% deste valor em 5 
minutos. Qual a constante de velocidade e qual o tempo de 
meia-vida?