ESTUDO DOS GASES - EXERCÍCIOS

2. Estudo dos Gases
- Pressão – Volume – Temperatura
- Leis dos gases – Boyle-Mariotte, Charles, Gay-Lussac
- Equação de Estado – Equação Geral de um Gás Ideal
- Misturas Gasosas – Pressão Parcial – Volume Parcial
- Densidade – Velocidade – Energia Cinética
- Poluentes atmosféricos

3. 1- (ITA-SP) A pressão total do ar no interior de um pneu era de
2,30 atm quando a temperatura do pneu era de 27
0
C. Depois
de ter rodado certo tempo com esse pneu, mediu-se
novamente sua pressão e verificou-se que ela agora era de
2,53 atm. Supondo uma variação do volume do pneu
desprezível, a nova temperatura será igual a:
b)29,7
0
C
c)57,0
0
C
d)33,0
0
C
e)330
0
C
f)n.d.a

4. Solução
Volume constante  transformação isométrica  Charles e Gay-Lussac
final
final
inicial
inicial
T
P
T
P
ou
T
P
T
P

2
2
1
1
P
1= 2,30 atm P
2= 2,53 atm
t = 27
0
C
T = 300 K T
2
= ?
Volume
Constante
CC
KCCK
KT
TT
P
T
P
00
00
2
22
2
1
1
57273330
273273
330
30,2
53,2.30053,2
300
30,2



LETRA  B = 57
0
C
Observe que, sempre trabalhamos em Kelvin nas expressões.
Depois, se preciso, transformamos novamente para Celsius

5. 2- Uma certa massa gasosa, exerce uma pressão P
1, ocupando
um volume V
1
. Para que o volume reduza de ¼ , a pressão
dessa massa gasosa, mantendo-se a temperatura constante
deve:
b)Aumentar de ¼ da inicial
c)Diminuir de ¼ da inicial
d)Aumentar de 1/3 da inicial
e)Diminuir de 1/3 da inicial
f)Os dados não são suficientes

6. Solução
Temperatura constantetransformação isotérmica Boyle-Mariotte
P
1V
1= P
2V
2 ou P
inicial.V
inicial = P
final . V
final
P
1
= P
1
P
2
= ?
T
1
= T
1
T
2
= T
1
V
1
= V
1
reduza de 1/4



V
2
= ?
Temperatura
constante
P
1
= 1 (inteiro) P
2
= ?
V
1
= 1 ou 4/4 reduz de ¼ V
2
= 4/4 – ¼ = 3/4
finalPP
PVPVP


3
4
4
3
.1.1
2
22211
A pressão final é 4/3 da inicial. Para que o
volume inicial reduza de ¼ , deve ocorrer um
aumento de 1/3. LETRA C
3
4
3
3


7. 3- (FIA-SP) Uma amostra de nitrogênio gasoso ocupa um
volume de 20 ml a 27
0
C e à pressão de 800 mmHg. Que
volume ocuparia a amostra sob O
0
C e 800 mmHg?
b)20,2 ml
c)19,5 ml
d)18,2 ml
e)12,5 ml
f)10,2 ml

8. Solução
Pressão constante  transformação isobárica Lei Charle, Gay-Lussac
final
final
inicial
inicial
T
V
T
V
ou
T
V
T
V

2
2
1
1
mllitrosV
V
T
V
T
V
2,180182,0
300
273.02,0
273300
02,0
2
2
2
2
1
1


V
1
= 20 ml = 0,02 L V
2
= ?
t
0
C = 27
0
C = 300 K t
0
C = 0
0
C = 273 K
P
1
= 800 mmHg P
2
= 800 mmHg

Pressão
constante
LETRA  C

9. 4- (ITA-SP) 1,7 t de gás amônia vazou e espalhou-se
uniformemente em certo volume da atmosfera terrestre, a 27
0
C
e 760 mmHg. Medidas mostraram que a concentração de
amônia neste volume de atmosfera era de 25 partes, em
volume, do gás amônia, em um milhão de partes, em volume,
de ar. O volume da atmosfera contaminado por esta
quantidade de amônia foi de :
b)0,9 . 10
2
m
3
c)1,0 .10
2
m
3
d)9,0 . 10
7
m
3
e)10 . 10
7
m
3
f)25 . 10
8
m
3

10. Solução
1,7 t NH
3
= 1,7 . 10
6
g 25 partes NH
3
 10
6
partes de ar
27
0
C  300 K 760 mmHg  1 atm
3
5
6
10.6,24
1.17
300.082,0.10.7,1
.M
..
..
M
...
litrosNHV
P
TRm
VTR
m
VPRTnVP


25 v NH
3
-------------------- 10
6
v ar
24,6.10
5
L NH
3
---- x = 0,98 .10
11
litros de ar
10
3
litros ----------------- 1m
3
0,98 .10
11
litros de ar----x m
3
= 0,98 . 10
8
m
3
ou 9,8 . 10
7
m
3
10.10
7
m
3



LETRA  D
R = 0,082 atm.L.mol
-1
K
-1

11. 5- (Fameca-SP) Um gás diatômico X
2
está confinado em um recipiente
de 200 L, a uma temperatura de 127
0
C e pressão de 3,28 atm. O
número de átomos existente dentro do recipiente é :
b)1,2 .10
25
c)7,6 .10
25
d)9,1 . 10
23
e)4,6 . 10
23
f)2,4 . 10
25

12. Solução
X
2
 V = 200 L  127
0
C = 400 K  P= 3,28 atm 
Número de átomos = ?
220
400.082,0
200.28,3
.
.
...
molsX
TR
VP
n
TRnVP


1 mol X
2
 2 mols de átomos X  12,0 . 10
23
átomos X
20 mols X
2
-------------------------- x = 240,0 .10
23
átomos X
ou 2,4 .10
25
átomos X
LETRA  E

13. 6- (ITA-SP) Dois balões de mesmo volume são unidos por um
tubo de volume desprezível, provido de torneira. Inicialmente
o balão A contém 1,00 mol de um gás ideal e em B há vácuo.
Os dois balões são mantidos às temperaturas indicadas no
desenho abaixo. A torneira é aberta durante certo tempo.
Voltando a fechá-la verifica-se que a pressão em B é 0,81 do
valor da pressão em A . Quanto do gás deve ter sobrado no
balão A?
A
400K
B
324K
a) 0,20 mol b) 0,40 mol c) 0,50 mol d) 0,60 mol e) 0,80 mol

14. Solução
IMPORTANTE: Sempre que preciso, você poderá relacionar,
multiplicar, somar....as expressões que você conhece, desde que você
obedeça uma lógica. Esse procedimento ajuda ...e muito!
P
A
= P
A
P
B
= 0,81 P
A
T
A
= 400 K T
B
= 324 K
V
A
= V
A
V
B
= V
A
n
A
= 1 mol n
B
= ?
P
A
V
A
= n
A
.R.T
A
P
B
V
B
= n
B
.R.T
B
molnnn
nn
nn
n
n
n
n
P
P
TRn
TRn
VP
VP
BBB
BB
BB
B
B
B
B
A
A
BB
AA
BB
AA
5,0
648
324
324324324
324324324
)400400(81,0324
324
400400
81,0
1
324.
400).1(
81,0
..
..








Se antes existia 1 mol em A no final existe 0,5 mol em
B
 Em A , fica somente 0,5 mol.

15. 7- (FCC-BA) Em um cilindro há um gás sob pressão de 5,0 atm à
temperatura T. Em outro cilindro, de mesma capacidade, há
outro gás sob pressão de 40 atm, também à temperatura T. Em
relação ao primeiro cilindro há, no segundo cilindro, um
número de moléculas :
b)Dez vezes maior
c)Oito vezes maior
d)Dez vezes menor
e)Oito vezes menor
f) cinco vezes menor

16. Solução
Cilindro A Cilindro B
V
A
V
B
 V
A
= V
B
P
A
= 5 atm P
B
= 40 atm
T
A
T
B
 T
A
= T
B
P
A
.V
A
= n
A
.R.T
A
P
B
.V
B
= n
B
.R.T
B
AB
B
A
BB
AA
BB
AA
nn
n
n
TRn
TRn
VP
VP
8
40
5
..
..
.
.


LETRA  B

17. 8- (EFEI-MG) Em um balão de vidro de 500 ml, que resiste a
pressões de 5 atm, estão para ser colocados em reação 10 g de
CaCO
3
e ácido em excesso, à temperatura ambiente de 300 K. Se o
balão for fechado hermeticamente e a reação for completa, o
recipiente resistirá à pressão interna?
Dados: Ca- 40; C-12; O-16

18. Solução
V do balão = 500 ml  Pressão que suporta = 5 atm
CaCO
3 = 10 g  CaCO
3 = 100 g/mol  300 K
CaCO
3
+ 2 H
+
 Ca
+2
+ H
2
CO
3
+ H
2
O + CO
2
1 mol CaCO
3
= 100 g ---------------------------------------- 1mol CO
2
10 g ----------------------------------------x = 0,1 mol CO
2
Cálculo da pressão exercida por 0,1 mol CO
2 , nas condições dadas:
P.V = n.R.T
P.0,5 = 0,1.0,082.300
P = 4,92 atm
Como o recipiente suporta até 5 atm
de pressão, ele resistirá a pressão
produzida na reação

19. 9- (FUVEST-SP) Uma concentração de 0,4% de CO no ar ( em
volume) produz a morte de um indivíduo em um tempo
relativamente curto. O motor de um carro desajustado pode
produzir 0,67 mols de CO por minuto. Se o carro ficar ligado
em uma garagem fechada, com volume de 4,1.10
4
litros, a 27
0
C,
em quanto tempo a concentração de CO atingirá o valor
mortal?
Suponha que a pressão total se mantenha constante, com valor
de 1,0 atm, e que a concentração de CO inicial no ar seja nula.
R = 0,082 atm.L.mol
-1
.K
-1

20. Solução
CO  0,4% volume  0,4 v de CO ----100 v de ar ou 0,4 mol de CO para 100 mol de ar
Dose letal de CO  0,4 % volume
Motor  0,67 mol de CO por minuto
27
0
C = 300 K  P = 1,0 atm  R = 0,082  V garagem = 4,1. 10
4
litros
Cálculo n
0.
de mols de ar:
mols
TR
VP
n
TRnVP
4
4
10.166,0
300.082,0
10.1,4.1
.
.
...


Cálculo do n
0.
mols CO letal na
quantidade de mols de ar acima:
100 mols ar -------------0,4 mols CO
1660 mols ar------------x = 6,64 mols CO
Dose letal
0,67 mols CO ---- 1 minuto
6,64 mols CO -----x 10 minutos

21. 10-(UFRS) Se o sistema representado abaixo for mantido a uma
temperatura constante e os três balões possuírem o mesmo volume,
após abrirem as válvulas A e B, a pressão total nos três balões será de:
( Suponha desprezível o volumes dos tubos interligantes)
H
2

3atm
vácuo
He
9atm
a) 3 atm b) 4 atm c) 6 atm d) 9 atm e) 12 atm
A B

22. Solução
Em exercícios que envolvem balões, geralmente a temperatura não sofre
alteração, portanto... transformações isotérmicas.
Temperatura constante  P
1
.V
1
+ P
2
.V
2
+ .... = P
final
. V
final
finalfinalHeHevvHH VPVPVPVP ....
22

P
1
= 3 atm P
2
= 0 P
3
= 9 atm P
final
= ?
V
1
-------------- = V
2
-----------= V
3
--------------- V
final
= 3 V
3 .V + O + 9.V = P
final .3V
atm
V
V
P
final
4
3
12
 LETRA B

23. 11-(ITA-SP) A concentração de O
2
na atmosfera ao nível do mar
é 20,9% em volume. Identifique a opção que contém a afirmação
falsa.
a)Um litro de ar contém 0,209 L de O
2
b)Um mol de ar contém 0,209 mol de O
2
c)Um volume molar de ar nas CNTP contém 6,7 g de O
2
d)A concentração de O
2
no ar é de 20,9% em massa
e)A concentração de O
2
expressa como uma relação de
volume ou uma relação de mol não se altera, se a
temperatura ou a pressão são modificadas.

24. Solução
Ar  O
2
= 20,9 % volume significa :
100 v de ar ---------------- 20,9 v de O
2
100 mols de ar ------------ 20,9 mols O
2
fração molar X
de O
2 = 0,209
a)CORRETA: 100 v ar ---- 20,9 v O
2
1 L ar -----x = 0,209 L O
2
b) CORRETA: 100 mols ar ----20,9 mols O
2
1 mol ar -------x = 0,209 mols O
2
c) CORRETA: 1 mol ar --- 0,209 mol O
2
 0,209 . 32 = 6,68 g de O
2
d) ERRADA : % volume % massa
e) CORRETA: % volume = % mols = fração molar (X) . 100

25. 12- Em um recipiente de 10 litros, temos 3,2 g de O
2
e 13,2 g de
CO
2
, numa determinada temperatura e pressão total de 2
atm. Calcule:
b)As frações molares dos gases
c)As pressões parciais dos gases
d)A porcentagem em volume dos gases
e)A porcentagem em massa dos gases
f)A massa molecular aparente da mistura
g)Os volumes parciais dos gases
C-12; O-16

26. Solução
Recipiente  3,2 g O
2
 13,2 g CO
2
 P
total
= 2 atm  300 KV=10 L
75,0
4,0
3,0
3,0
44
2,13
M
25,0
4,0
1,0
1,0
32
2,3
M
2
22
2
22


total
CO
COCO
total
O
OO
n
n
Xmol
m
n
n
n
Xmol
m
n
a)
b)
P
parcial
O
2
 0,4 mols total----- 2 atm
0,1 mols O
2
----- x = 0,5 atm = P
parcial
O
2
P
parcial
CO
2
 0,4 mols total ----- 2 atm
0,3 mols CO
2
----- x = 1,5 atm = P
parcial
CO
2
Continua 

27. c) % volume = ? % V = X . 100
% volume O
2
= X
oxigênio
. 100 = 0,25 . 100 = 25 % volume O
2
% volume CO
2
= X
gás carbônico
. 100 = 0,75 . 100 = 75% volume CO
2
d) % em massa = ? Massa total = massa O
2
+ massa CO
2
= 3,2 + 13,2 = 16,4 g
16,4 g ------- 100%
3,2 g O
2
---- x = 19,52 % em massa O
2
16,4 g ----------- 100%
13,2 g CO
2
------ x = 80,48 % em massa CO
2
Importante: Perceba que
%massa diferente de %volume
e) Map = M
oxigênio
. X
oxigênio
+ M
gás carbônico
. X
gás carbônico
=
Map = 32 . 0,25 + 44 . 0,75 = 41  massa molecular aparente da mistura
f) V
parcial O
2  0,4 mols total ---- 10 L V
parcial CO
2  0,4 mols total ------- 10L
0,1 mols O
2
---- x = 2,5 L O
2
0,3 mols CO
2
-----x = 7,5 L CO
2

28. IMPORTANTE
No exercício anterior poderíamos usar as expressões abaixo, mas dê
preferência para soluções que o ajudem a pensar. Coloco abaixo uma
expressão que deduzi, que poderá ser usada sem medo de errar ( use-a
somente quando você precisar resolver o exercício em menor tempo e se você
gostar de decorar fórmulas )
100
%
100
%
100
%
100
%
molsvolume
X
V
AV
molsvolume
X
P
AP
A
total
parcial
A
total
parcial


A
massaA
molsA
M
Map
%
%

Fórmula deduzida, onde:
%molsA= % mols do gás A
%massaA= % massa do gás A
Map = massa molecular aparente da
mistura
M
A
= Massa molar do gás A

29. 13- (FCMSC-SP) A densidade do CH
4, em determinadas
condições de pressão e temperatura é igual a 0,80 g/L. A
densidade do CO
2
, nas mesmas condições é igual a:
b)1,1 g/L
c)2,2 g/L
d)3,3 g/L
e)4,4 g/L
f)5,5 g/L

30. Solução
TR
MP
d
A
A
.
.

TR
MP
d
B
B
.
.

Nas mesmas
condições de
temperatura e
pressão B
A
B
A
M
M
d
d

densidade CH
4
0,80 g/L densidade CO
2
= ?
CH
4
= 16 g/mol CO
2
= 44 g/mol
2,2
16
44.80,0
44
1680,0
2
22
4
2
4


CO
COCO
CH
CO
CH
d
dM
M
d
d
LETRA B

31. 14- O dióxido de enxofre ( SO
2
), atravessa um pequeno orifício
numa velocidade igual a 20 mols por segundo. Nas mesmas
condições um certo gás A, atravessa o mesmo orifício numa
velocidade igual a 10 mols por segundo. Qual a massa molecular
do gás A ?
( dados: S-32; O-16 )

32. Solução
As velocidades de difusão e efusão de um gás A em relação a um gás
B são inversamente proporcionais a raiz quadrada de suas
densidades; como densidade de um gás é diretamente proporcional a
sua massa molecular podemos escrever:
A
B
A
B
B
A
M
M
V
V

d
d
V SO
2
= 20 mols/s  M SO
2
= 64 g/mol
V A = 10 mols/s  M A = ?
16M16
10
8.20
M
64
M
10
20
M
M
2
2


AA
A
SO
A
A
SO
V
V
Se a raiz quadrada da massa molecular
de A é igual a 16, a massa molecular de
A é igual a 256.
Obs: Os gases numa mesma
temperatura

33. 15- (VUNESP-SP) Uma mistura de 4,00 g de H
2
gasoso com uma
quantidade desconhecida de He gasoso é mantida nas condições
normais de pressão e temperatura. Se uma massa de 10 g de H
2
gasoso for adicionada à mistura, mantendo-se as condições de
pressão e temperatura, o volume dobra. Calcule a massa de He
gasoso presente na mistura.
Dados: H – 1; He-4 ; R = 0,082 atm.L.Mol
-1
.K
-1
Volume molar de gás nas CNTP = 22,4 L

34. Solução
Mistura antes  4 g H
2
(2 mols) + x g He = x mols = ?
Mistura depois  10 g ( 5 mols)H
2 + 2mols ( H
2) + x mols He
P.V = ( n
total
).R.T  antes  P.V = ( 2 + n
He
) .R.T
P.V = ( n
total
).R.T  depois  P.V = ( 7 + n
He
) . R.T
Hemolsn
nnnn
nn
n
n
TRn
TRn
VP
VP
He
HeHeHeHe
HeHe
He
He
He
He









3
472247
)2.(27
7
2
2
1
.).7(
.).2(
2.
.
1 mol He --- 4g
3 mols He---x = 12 g