Questão 22963

UEM 2013

Química

(UEM - 2013)

Um recipiente hermeticamente fechado, que pode ter sua temperatura e sua pressão controladas, está preenchido com 30 g de gás hidrogênio, 64 g de gás oxigênio e 84 g de gás nitrogênio. A partir dessas informações, assinale a alternativa FALSA. Assuma que os gases se comportam como gases ideais.

Nas CNTP, a pressão parcial do gás hidrogênio é maior do que a soma das pressões parciais dos gases oxigênio e nitrogênio.

Nas CNTP, o volume parcial de oxigênio é 10% do volume total.

A razão entre as pressões parciais de hidrogênio e oxigênio se altera com a mudança na temperatura do recipiente de 300 K para 350 K, na pressão de 1 atm.

Nas CNTP, o volume do recipiente é de 448 litros.

Essa mistura não será sempre homogênea, entre as temperaturas de –270°C e 300°C, a 5 atm de pressão.

Gabarito:

A razão entre as pressões parciais de hidrogênio e oxigênio se altera com a mudança na temperatura do recipiente de 300 K para 350 K, na pressão de 1 atm.

Resolução:

Analisando as alternativas:

A) Nas CNTP, a pressão parcial do gás hidrogênio é maior do que a soma das pressões parciais dos gases oxigênio e nitrogênio.

CORRETA. Todos os gases estão sobre pressão de 1 atm. A pressão parcial pode ser calculada como:

$p^*_c = frac{n_c}{n_{total}} = frac{frac{m_c}{MM_c}}{frac{m_{total}}{MM_{total}}}$

As pressões parciais serão:

$p^*_H = frac{frac{30g}{2g}}{frac{178g}{62g}} = 5,2 atm$ $p^*_{O_2} = frac{frac{64g}{32g}}{frac{178g}{62g}} = 0,7 atm$ $p^*_{N_2} = frac{frac{84g}{28g}}{frac{178g}{62g}} = 1,04 atm$

B) Nas CNTP, o volume parcial de oxigênio é 10% do volume total.

CORRETO. Pela alternativa d, vemos que o volume total é de 448 litros. O volume parcial de oxigênio será:

100% ____ 448 litros
x% ______ 44,8 litros
x = 10%

C) A razão entre as pressões parciais de hidrogênio e oxigênio se altera com a mudança na temperatura do recipiente de 300 K para 350 K, na pressão de 1 atm.

INCORRETO. Seja P_H2 a pressão parcial do hidrogênio em qualquer temperatura e P_O2, então a razão será:

P_H2/P_O2 = R

Se dividirmos em cima e em baixo pela pressão total, teremos:

$frac{P_{H2}/Pt}{P_{O2}/Pt} = R$

Mas P_H2/Pt = X_H2 = fração molar de H2 e P_O2/Pt = X_O2 = fração molar de O2

E sabemos que a fração molar não se altera com a temperatura, pois depende unicamente do número de mol dos gases.

Logo, R não se altera com a temperatura.

D) Nas CNTP, o volume do recipiente é de 448 litros.

CORRETO. Para encontrar o volume total, devemos descobrir o volume de cada gás e, para isso, precisamos encontrar o número de mols deles:

$n_{H_2} = frac{30g}{2} = 15 mols cdot 22,4L = 336L$ $n_{O_2} = frac{64g}{32g} = 2 mols cdot 22,4L = 44,8L$ $n_{N_2} = frac{84g}{28g} = 3 mols cdot 22,4L = 67,2L$

O volume total será de 448 litros.

E) Essa mistura não será sempre homogênea, entre as temperaturas de –270°C e 300°C, a 5 atm de pressão.

CORRETO. Nessas condições de pressão e temperatura, teremos mudanças nos estados físicos dos compostos.

Questão 22963

UEM 2013

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