Question

Um estudante de química armazenou em um cilindro de 10 L, 6 g de hidrogênio e 28 g de hélio. Sabendo-se que a temperatura é de 27^oC no interior do cilindro, analise as afirmações:

I. A pressão total no interior do cilindro é aproximadamente 24,6 atm.
II. O número total de átomos no interior do cilindro é aproximadamente 7,82 \times 10^{23} átomos.
III. A pressão parcial do gás hidrogênio é 7,4 atm.
IV. No interior do cilindro existem aproximadamente 1,8 \times 10^{24} moléculas de hidrogênio.

Estão corretas:

a) I, II, III e IV.
b) I, II e III.
c) I, III e IV.
d) I e III, apenas.
e) IV, apenas.

Answer 1

Analisando as afirmações:
I. A pressão total no interior do cilindro é aproximadamente 24,6 atm.
Calculando o número de mols do sistemas: n=m/MM
n(H2)=6/2=3mols.
n(He)=28/4=7mol
N(total)=7+3=10mols
Usando a equação dos gases ideais para calcular a pressão:
P.V=n.R.T ---> P=n.R.T/V
n=10mol     R=0,082atm.L/mol.K  T=27°C=300K  V=10L
P=10.0,082.300/10=24,6atm.
Afirmativa verdadeira.

II. O número total de átomos no interior do cilindro é aproximadamente 7,82 \times 10^{23} átomos.
1mol possui 6,02.10²³ partículas (átomos no caso)
Há 7 mols de átomos de Hélio e 6mols de átomos de hidrogênio(cada molécula de H2 tem 2 hidrogênios). Então temos 13mols de átomos no sistema. Fazendo uma regra de três:
1mol -------- 6,02.10²³ átomos
13 mol ------- X
X=13.6,02.10²³ = 7,82.10^24 (e não elevado a 23).
Afirmativa falsa.

III. A pressão parcial do gás hidrogênio é 7,4 atm.
 A pressão parcial do gás pode ser calculada por:
Pi=Xi.P
Onde Xi, é a fração molar e P é a presão total:
Calculamos a fração molar do hidrogênio:
X(H2)=n(H2)/n(total)=3/10=0,3
Pressão total já foi calculada (P=24,6atm). Então:
P(H2)=0,3.24,6=7,38atm≈7,4atm.
Afirmativa verdadeira.

IV. No interior do cilindro existem aproximadamente 1,8 \times 10^{24} moléculas de hidrogênio.
1mol tem 6,02.10²³ partículas (moléculas neste caso).
Como há 3mols de H2 no cilindro, fazemos uma regra de três:
1mol --------- 6,02.10²³
3mol ------------ X
X=3.6,02.10²³ ≈1,8.10^24 moléculas de H2.
Afirmativa verdadeira.

Então a alternativa correta é: Letra C.

Espero ter ajudado =)