um balão de 230ml contém 0,12mol de ar 25°c. Qual a pressão de gás em atm? OBS:R0=0,089
Soluções para a tarefa
Resposta:
P = pressão gerada pelo gás nas paredes do recipiente;
V = volume ocupado pelo gás e pode ser expresso em litros ou metros cúbicos;
n = número de mol (quantidade de matéria do gás);
Explicação:
R = constante geral dos gases proposta por Clapeyron e depende da unidade da pressão utilizada (em atm, vale 0,082; em mmHg, vale 62,3; em KPa, vale 8,31);
T = temperatura na qual o gás é submetido (sempre utilizada na unidade Kelvin).
Obs.: Para transformar uma temperatura fornecida em graus Celsius para Kelvin, basta somar o seu valor a 273.
Assim, por meio da utilização da equação de Clapeyron, podemos determinar diversas variáveis referentes a um gás, como é possível observar em cada um dos exemplos propostos a seguir:
1º Exemplo: (Uefs-BA) Um recipiente de 24,6 L contém 1,0 mol de nitrogênio exercendo a pressão de 1,5 atm. Nessas condições, a temperatura do gás na escala Kelvin é:
a) 30 b) 40 c) 45 d) 300 e) 450
T = ?
n = 1 mol
R = 0,082 atm. L/mol . K (porque a pressão está em atm)
Volume = 24,6 L
P = 1,5 atm
Lançando os dados fornecidos na equação de Clapeyron, podemos determinar a temperatura requerida:
P.V = n.R.T
1,5.24,6 = 1.0,082.T
36,9 = 0,082T
36,9 = T
0,082
T = 450 K
2º Exemplo: (Unimep-SP) A 25 ºC e a 1 atm, dissolvem-se 0,7 litros de gás carbônico em um litro de água destilada. Essa quantidade de CO2 corresponde a:
(Dados: R = 0,082 atm.l/mol.k; Massas atômicas: C = 12; 0 = 16).
a) 2,40 g
b) 14,64 g
c) 5,44 g
d) 0,126 g
e) 1,26 g
T = 25 ºC, que somada a 273 resulta em 298 K
m = ?
R = 0,082 atm. L/mol . K (porque a pressão está em atm)
Volume = 0,7 L
P = 1 atm
Lançando os dados fornecidos na equação de Clapeyron, podemos determinar a massa requerida:
P.V = n.R.T
1.0,7 = m .0,082.298
44
0,7 = m.24,436
44
0,7.44 = m.24,436
30,8 = m.24,436
30,8 = m
24,436
m = 1,26 g (aproximadamente)
3º Exemplo: (Fesp-PE) A 75 oC e 639 mmHg, 1,065 g de uma substância ocupam 623 mL no estado gasoso. A massa molecular da substância é igual a:
a) 58 b) 0,058 c) 12,5 d) 18,36 e) 0,0125
T = 75 ºC, que somada a 273 resulta em 348 K
m = 1,065 g
R = 62,3 mmHg. L/mol . K (porque a pressão está em mmHg)
Volume = 623 mL, que dividido por 1000 resulta em 0,623 L
P = 639 mmHg
M = ?
Lançando os dados fornecidos na equação de Clapeyron, podemos determinar a massa molecular requerida:
P.V = n.R.T
P.V = m .R.T
M
639.0,623 = 1,065.62,3.348
M
398,097 = 23089,626
M
398,097M = 23089,626
M = 23089,626
398,097
M = 58 u
4º Exemplo: (UFRJ) Necessita-se armazenar certa quantidade de oxigênio gasoso (O2). A massa de gás é de 19,2 g, à temperatura de 277 oC e à pressão de 1,50 atm. O único recipiente capaz de armazená-lo terá aproximadamente o volume de:
Dados: O = 16, R = 0,082 atm.L/mol.K
a) 4,50L b) 9,00L c) 18,0L d) 20,5L e) 36,0L
T = 277 ºC, que somada a 273 resulta em 550 K
m = 19,2 g
P = 1,5 atm
R = 0,082 atm. L/mol . K (pois a pressão foi fornecida em atm)
Volume = ?
Obs.: Inicialmente, devemos calcular a massa molar do gás oxigênio, multiplicando a quantidade de átomos pela massa do elemento e, depois, somando os resultados:
M = 2.16
M = 32 g/mol
Lançando os dados fornecidos na equação de Clapeyron, podemos determinar o volume requerido:
P.V = n.R.T
P.V = m .R.T
M
1,5.V = 19,2.0,082.550
32
1,5.V = 865,92
32
1,5.V.32 = 865,92
48V = 865,92
V = 865,92
48
18,04 L (aproximadamente)
5º Exemplo: (Unificado-RJ) 5 mol de um gás ideal, a uma temperatura de 27 ºC, ocupam um volume de 16,4 litros. A pressão exercida por essa quantidade do gás é:
Dado: R = 0,082 atm. L/mol . K
a) 0,675 atm b) 0,75 atm c) 6,75 atm d) 7,5 atm e) 75 atm
T = 27 ºC, a qual somada a 273 resulta em 300 K
n = 5 mol
R = 0,082 atm. L/mol . K
Volume = 16,4 L
P = ?
Lançando os dados fornecidos na equação de Clapeyron, podemos determinar a pressão requerida:
P.V = n.R.T
P.16,4 = 5.0,082.300
P.16,4 = 123
P = 123
16,4
P = 7,5 atm
6º Exemplo: (Unirio-RJ) 29,0 g de uma substância pura e orgânica, no estado gasoso, ocupam o volume de 8,20 L, à temperatura de 127 °C e à pressão de 1520 mmHg. A fórmula molecular do provável gás é: (R = 0,082 . atm .L/mol K)
a) C2H6 b) C3H8 c) C4H10 d) C5H12 e) C8H14
T = 127 ºC, que somada a 273 resulta em 400 K
m = 29 g
R = 62,3 mmHg. L/mol . K (porque a pressão está em mmHg)
Volume = 8,2 L
P = 1520 mmHg
M = ?
Para determinar a fórmula molecular nesse exercício, é necessário lançar os dados fornecidos na equação de Clapeyron para determinar a massa molar:
P.V = n.R.T
1520.8,2 = 29 .62,3.400
M
12464 = 722680
M
12464M = 722680
M = 722680
12464
M = 57,98 g/mol
Em seguida, devemos determinar a massa molecular em cada alternativa fornecida (multiplicando a quantidade de átomos pela massa do elemento e, depois, somando os resultados) para
Em seguida, devemos determinar a massa molecular em cada alternativa fornecida (multiplicando a quantidade de átomos pela massa do elemento e, depois, somando os resultados) para verificar qual delas iguala-se à massa encontrada anteriormente:
a) M = 2.12 + 6.1
M = 24 + 6
M = 30 g/mol
b) M = 3.12 + 8.1
M = 36 + 8
M = 44 g/mol
c) M = 4.12 + 10
M = 48 + 10
M = 58 g/mol, ou seja, a fórmula molecular do composto é o C4H10.