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Exercícios sobre pressão parcial dos gases

Exercícios de Química

Esta lista de exercícios sobre a pressão parcial dos gases explora o cálculo desse tipo de força exercida nas misturas gasosas. Publicado por: Diogo Lopes Dias
questão 1

Uma mistura de 60 g de metano (CH4(g)) e 32,0 g de argônio (Ar(g)) foi recolhida em um balão de volume igual a 44,8 L e mantido a 350 K. Considerando as massas atômicas do H= 1; C= 12; Ar= 40 e R= 0,082 atm.L.K-1.mol-1, qual é o valor da pressão parcial do gás argônio nessa mistura?

a) 0,31 atm.

b) 0,14 atm.

c) 0,41 atm.

d) 0,51 atm.

e) 0,15 atm.

questão 2

Uma determinada mistura gasosa é constituída por 36% de nitrogênio, 24% de neônio e 40% de gás carbônico (porcentagem em volume). Admitindo que essa mistura é mantida em um cilindro à temperatura ambiente e a uma pressão de 4000 kPa, qual é a pressão parcial do gás carbônico no cilindro?

a) 1800 kPa

b) 2800 kPa

c) 600 kPa

d) 2600 kPa

e) 1600 kPa

questão 3

(UFC-CE) Em um recipiente fechado com capacidade para 2,0 L, encontra-se uma mistura de gases ideais composta por 42,0 g de N2 e 16,0 g de O2 a 300 K. Assinale a alternativa que expressa corretamente os valores das pressões parciais (em atm) dos gases N2 e O2, respectivamente, nessa mistura. Dado: R = 0,082 atm.L.mol–1.K–1

a) 18,45 e 6,15

b) 16,45 e 8,15

c) 14,45 e 10,45

d) 12,45 e 12,15

e) 10,45 e 14,15

questão 4

(FCM-PB) Uma mistura de 3,0 mol de CO2(g), 3,0.1023 moléculas de CO(g) e 84,0 g de N2(g), contida em um balão fechado de 0,05 m3 de capacidade, encontra-se na temperatura de 27 ºC. Com relação a esse sistema, assinale a alternativa correta:

a) Dentro do recipiente, a pressão parcial do N2 é maior que a do CO2.

b) A pressão parcial do CO(g) na mistura é de 0,12 atm.

c) O número total de mol de gases no sistema é igual a 65.

d) A pressão total da mistura no sistema é 3,2 atm.

e) O número de átomos no sistema é igual 3,9.1024.

respostas
Questão 1

Letra d). Para alcançar a resposta expressa pela alternativa d, devemos realizar os seguintes passos a partir dos dados fornecidos pelo exercício:

  • Volume: 44,8 L;

  • Massa do CH4: 60 g;

  • Massa do Ar: 32 g;

  • Temperatura: 350 K;

  • R: 0,082 atm.L.K.

1º Passo: Calcular a massa molar do CH4.

Para isso, basta multiplicar a quantidade de átomos de CH4 por sua massa molar:

MCH4 = 1.12 + 4.1

MCH4 = 12 + 4

MCH4 = 16 g/mol

2º Passo: Cálculo do número de mol de CH4.

Para determiná-lo, devemos dividir a massa desse elemento por sua massa molar:

nCH4 = mCH4
          MCH4

nCH4 = 60
          16

nCH4 = 3,75 mol

3º Passo: Cálculo do número de mol de O2.

Para determiná-lo, devemos dividir a massa de O2 por sua massa molar:

nAr = mAr
        MAr

nAr = 32
       40

nAr = 0,8 mol

4º Passo: Cálculo do número de mol total.

Para determiná-lo, devemos somar o número de mol dos gases encontrado nos passos anteriores:

nT= nCH4 + nAr

nT= 3,75 + 0,8

nT= 4,55

5º Passo: Determinar a pressão total da mistura.

PT.VT = nT.R.T

PT.44,8 = 4,55. 0,082.350

PT.44,8 = 130585

PT = 130585
         44,8

PT= 2,91 atm (aproximadamente)

6º Passo: Determinar a pressão parcial do ar.

A pressão parcial do N2 é determinada pela seguinte expressão:

PAr = nAr
PT        n

PAr = 0,8
2,91   4,55

4,55. PAr = 2,91.0,8

4,55. PN2 = 2,328

PN2 = 2,328
         4,55

PAr = 0,51 atm (aproximadamente)

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Questão 2

Letra e). Dados do exercício:

  • Porcentagem em volume (fração molar) do nitrogênio: 36% ou 0,36, após dividir por 100;

  • Porcentagem em volume (fração molar) do neônio: 24% ou 0,24, após dividir por 100;

  • Porcentagem em volume (fração molar) do gás carbônico: 40% ou 0,4, após dividir por 100;

  • Pressão total do sistema: 4000 kPa.

Como o exercício pede apenas o valor da pressão parcial do gás carbônico, podemos utilizar os valores fornecidos na seguinte expressão:

PCO2 = XCO2
PT                

PCO2 = 0,4
4000         

PCO2 = 4000.0,4

PCO2 = 1600 kPa

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Questão 3

Letra a). Para alcançar a resposta expressa pela alternativa a, devemos realizar os seguintes passos a partir dos dados fornecidos pelo exercício:

  • Volume: 2 L

  • Massa do N2: 42g

  • Massa do O2: 16g

  • Temperatura: 300K

  • R: 0,082 atm.L.K

1º Passo: Calcular a massa molar do N2.

Para isso, basta multiplicar a quantidade de átomos por sua massa molar:

MN2 = 2.14

MN2 = 28 g/mol

2º Passo: Calcular a massa molar do O2.

Para isso, basta multiplicar a quantidade de átomos por sua massa molar:

MN2 = 2.16

MN2 = 32 g/mol

3º Passo: Cálculo do número de mol de N2.

Para determiná-lo, devemos dividir a massa de N2 por sua massa molar:

nN2 = mN2
        MN2

nN2 = 42
         28

nN2 = 1,5 mol

4º Passo: Cálculo do número de mol de O2.

Para determiná-lo, devemos dividir a massa de O2 por sua massa molar:

nO2 = mO2
         MO2

nO2 = 16
         32

nO2 = 0,5 mol

5º Passo: Cálculo do número de mol total.

Para determiná-lo, devemos somar o número de mol dos gases encontrados anteriormente:

nT= nN2 + nO2

nT= 1,5 + 0,5

nT= 2,0

6º Passo: Determinar a pressão total da mistura.

PT.VT = nT.R.T

PT.2 = 2. 0,082.300

PT= 24,6 atm

7º Passo: Determinar a pressão parcial do N2.

A pressão parcial do N2 é determinada pela seguinte expressão:

PN2 = nN2
PT        nT

PN2 = 1,5
24,6     2 

2. PN2 = 24,6.1,5

2. PN2 = 36,9

PN2 = 36,9
        2

PN2 = 18,45 atm

8º Passo: Determinar a pressão parcial do O2.

A pressão parcial do O2 é determinada pela seguinte expressão:

PO2 = nO2
PT        nT

PO2 = 0,5
24,6     2  

2. PO2 = 24,6.0,5

2. PO2 = 12,3

PO2 = 12,3
         2

PO2 = 6,15 atm

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Questão 4

Letra d). Para alcançar a resposta expressa pela alternativa d, devemos realizar os seguintes passos a partir dos dados fornecidos pelo exercício:

  • Número de mol do CO2: 3 mol;

  • Número de moléculas do CO: 3,0.1023 moléculas;

  • Massa de N2: 84 g;

  • Temperatura: 27 oC ou 300 K, após somar 273;

  • Volume total: 0,05m3 ou 50L, após multiplicar por 1000.

1º Passo: Converter o número de moléculas de CO em mol por meio da seguinte regra de três:

1mol de CO-------6.1023 moléculas

x mol------------3,0.1023 moléculas

6,0.1023.x = 3,0.1023

x = 3,0.1023
     6,0.1023

x = 0,5 mol

2º Passo: Calcular a massa molar do N2.

Para isso, basta multiplicar a quantidade de átomos por sua massa molar:

MN2 = 2.14

MN2 = 28 g/mol

3º Passo: Cálculo do número de mol de N2.

Para determiná-lo, devemos dividir a massa fornecida no exercício por sua massa molar:

nN2 = mN2
        MN2

nN2 = 84
         28

nN2 = 3 mol

4º Passo: Cálculo do número de mol total.

Para determiná-lo, devemos somar o número de mol dos gases encontrados anteriormente:

nT= nCO2 + nCO + nN2

nT= 3 + 0,5 + 3

nT= 6,5

5º Passo: Determinar a pressão total da mistura.

PT.VT = nT.R.T

PT.50 = 6,5. 0,082.300

PT.50 = 159,9

PT = 159,9
       50

PT= 3,198 atm

Como a pressão parcial obtida nos passos acima coincide com a alternativa d, foi encontrada a resposta do exercício. Porém, se houvesse a necessidade de determinar a pressão parcial de cada participante, bastaria utilizar os valores encontrados nas expressões abaixo:

  • Para o CO2:

PCO2 = nCO2
PT           nT

  • Para o CO:

PCO = nCO
PT        nT

  • Para o N2:

PN2 = nN2
PT        nT

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