ESTUDO DOs GASES

Tpi

f;t rr.rrnoouoO conhecimeno dos gases e de suas propriedades de grande importncia na Qumica, uma

vez que os gases esto sempre presentes em nosso dia-a-dia. De fato, o ar que respiramos indis-pensvel nossa vida, como tambm vida de todos os animais e vegetais (vvemos imersos naatmosfera teestre, que uma espcie de "mar gasoso"). Vrios elemenos qumicos importantesse apresentam como substncias gasosas, em condies ambientes: Hz, Nr, Or, Fr, Cl, e os gasesnobres. Muitos compostos qumcos mportantes tambm so gasosos: COr, CO, NO, NOr, NrO.NHr, SO,, H,S, HCt, CH4 etc.

E5TADO GA5O5O

Na pgina 61, i falamos do estado gasoso, comparando-o com o estado slido e com o lquido.No entanto, sempre mportante relembrar que:

. os gases tm massa, como mostramos na figura abaixo;

T

ffi lo

Dos b es exatamenleg0as conrendo iq lasvollmes de qs cabn co ede ar moslm qle o CO, ms pesado qleo f

0s

d..

E\J

. os gases sempre tendem a ocupar todo o volume do recpente que os contm (grandeexpansibi l idade);

. os gases so muito menos densos do que os slidos e os lquidos (isto , em igualdade de massa,ocupam um volume muto maior);

. os gases sempre se misturam entre si(grande difusibi l dade)i

. os volumes dos gases variam muto com a presso (grande compressibildade) e com a tempera-tua (grande di latabil idade).

Quando estudamos um gs, devemos considerar as seguntes grandezas fundamentais: a massa, ovolume, a presso e a temperatura. As influncias da presso e da temperatura so to grandes querealmente s tem sentido mencionarmos o volume de um gs fornecendo tambm sua presso e suatemoeratura,

VOTUME DOS GA5E5

De maneira simpli cada podemos dizer que o volume de um gs coincide com o prprio volumedo reciDente oue o contm.

No Sstema Internacional de Undades (SI), a undade padro de volume o metro cbico (m3),deinido como o volume de um cubo cuia aresta tem 1 m de comprimento- No estudo dos gases, osvolumes so tambm medidos em litros (L), em mililitros (mL), em centmetros cbicos (cm') etc. bom relembrar que:

1 m.: 1.ooo L: 1.000.000 ml,(cmr)1 L: 1.000 m1 :1.000cmrI mL: I cm-

278 Qumica Geral

ffi$ a pnesso Dos GAsEsEm Fsica, defne-se presso como o quociente entre uma fora

(que pode ser o peso) e a rea da superfcie onde a fora est aplica-da. Matematcamente, temos:

De certo modo, jsso equivale a dividir a fora em "foras meno-res", guais entre si e distr ibudas em cada un;dade de rea.

No caso dos gases, a presso resulta dos choques de suas part-culas contra as paredes do recipente que os contm.

No conunda fora (nem peso) com presso. Lembre-se dosSegurntes exemplos:

. um caminho "pesado" deve ter muitas rodas, para que a presso no solo no destrua o asfalto;

. uma faca afada corta melhor do que uma faca "cega", pois, af iando-se a faca diminu-se a reade atuao da fora, resLrltando num aumento da presso sobre o objeto a ser cortado;

. deitar no cho faz doer as costas, pois o nosso corpo fica apoiado sobre alguns poucos pontos;sobre um colcho macio, porm, o peso de nosso corpo se dstrbui por ula area maior, conseguindo-se assim uma presso menor;

. um faqur no se fere na cama de pregos, pois seu peso se distribu pelas pontas dos pregos,diminuindo a presso sobe as suas costas.

No Sl, a unidade de presso o pascal (Pa), definido como a presso exercida por uma fora de'I N (1 newton) uniformemente distf ibuda sobre uma superfcie plana de I m'de rea, sendo essasupecie perpendicular direo dafora. Em outras palavras, I Pa iguaa t N/m'z(lembre-se deque1 N a fora necessria para que 1 kg de massa seja acelerado rzo de 1 m/s'z).

A presso dos gases tambm medida em milmetros de mer- prt.menrcrio, unidade que resulta de uma experincia clssica de Torricel l :

--/ ,-"quando um tubo completamente cheio de mercrio emborcado pre$.numrecipienteqUetambmcontenhamercr io,aa| turahemqUeomercrio "estacona" depende exclusivamente da presso do ar at hmosfrico. Esse aparelho, denominado barmetro de mercrio, ser-ve para medir a presso atmosfrica. Se a expeinca de Torricellifor feita ao nvel do mar, a altura h ser 76 cmHg (centmetros de * Ymercrio), ou 760 mmHg (milmetros de mercrio), ou 70 torr(torricelli), ou, ainda, 1 atm (atmosera).

A seguir, apresentaremos as seguintesunidades de presso.

equivalncias entre as

.s

i

c

j

1 atm = /6 cmHg : 70 mmHg : 760 torrlmmHg:1tof f1 atm: 101.325 Pa (ou N/m':)1 mmHg : 1 33,322 Pa (ou N/m'?)

Fisico e matemico it ianq naeu emFaenza,

m 1 0, a ecu en F oren

a, em 1647. Em '6.41 ez erprincs com as bombas de eralrgua depoos e em 144 construiu ru ckbre tubo de Torkell (bamrro demercio), veifkando ento que a prc!-so do ar, no alto das montanhas, menof do que ao niveldo mar

Gravur ds. XV s.tie a fam.sa expfncia deo ce1 no bortro com um tub d m..r . q

pr t u delem nar o !or da prosso almosli.a

Capitulo '12 : EsuDo Dos casEs 279

E nteressante notar que a presso atmosfrica resulta do peso que a camada de ar atmosfrico (decerca de 800 km de espessura) exerce sobre ns e todos os objetos que esto na superfcie da Terra.Sendo assim, medida que subimos/ a presso atmosrica diminui. De fato, ao nvel do mar ela iguala 70 mmHg; na capital de So Paulo (780 m de alt i tude) de crca de 700 mmHg; na cidade deCampos de lordo-SP (1.650 m de alt tude) de 610 mmHg; no Monte Everest (8.850 m de alt i tude) de 240 mmHg; a 10 km de alt i tude de 205 mmHg; e assim por diante. por isso que os aviescomercias a iato, que voam em uma alt i tude mdia de 10 km, precisam ter cabine pressurizada pafaassegurar a respiao aos passageiros,

EJ A TEMPERATURA DOs GASESA temperatura uma grandeza que mede o grau de agitao das partculas (tomos ou molculas)

que constituem um corpo. Para um gs, a temperatura depende da velocidade (grau de agitao) dasmolculas que o constituem.

A temperatura dos gases pode ser medida com o auxilio de vrias escatas termomtricas diferentes.No Brasil, a escala usual a escla Celsius (oC), que uma escala centesmal (ou centgrada); nos

Estados Unidos da Amrica, por exemplo, usada a escala Fahrenheit ('F). Em trabalhos centficos,todavia, usa-se a escala absoluta ou Kelvin (K), pos ela taz grandes simplificaes nas les e frmulasem geral - e adotada pelo Sl. A fgura ao lado compara a escala Kelvin com a escala Celsus.

t

I

0

00 ,ci

'c

73'C

t00

0'(

0Portanto, para transformargraus Celsus (0)

em kelvins (I): Fko irlands, narceu em Beasl enI 824,

a ecu em _Lagr em I 907. n

ceo ogia, eudo! a idad da era. En18s2, ciou a erala absoluta de tempraturas, hoje chamada d escalaKelvin, de grande importnca para acincia. E.onsidrado um dos pais da

A.C. byjohnny hart

2AO

T:g+273

Qumica Ceral

ZERO AASOLUTO

O ponto inicial d escala absoluta ou escala l\elvin e chamado de zero absoluto. Esse oonto corres_ponde temperatura de 273,1 6 'C. At hoje no 5e .onseg u ru cheg a e5s temperatu r, mas j fomobtidosvalores muito prximos. O zero absoluto uma tempefatura cle grande mportanca teorica paraa Fsica e pra a Qumica. Supe-se que, nessa tempeatura, vrjas condi;es excepciona sero obtidasltodas as substncias estao no estado slido; cessaro o movimento e a agita;o dos tomos e dasmolculasj a resistncia elica dos metais cir a zero ( o fenmeno da supirc;dutividade errrica).

Os jornais de grande circulao anunciam, em 5etembro de 2003, que uma equioe de f s icos doInstituto Tecnolgico de Massachusetts (MtT) dos Esrados Unidos conseguiu a remper;rua mais baixregistrada at quela data: meio bitionsimo de grau acima do zero abiotuto_

Em res!..o, pra trafsforma atmosferas em miimetros de mercro/ ou vice-versa, tems:

Multipli.a se po 760

PAR(ER & II{RT

IIIIa) No eudo dos gases, so grandeza5 !ndamenrai'|

_,

b) Pre$ a _aplicada na

_ de aea.c) A tempeatura absouta igual temperar!ra_

,;

_

9

n

E

.

t:-k'i.4..-4.t!sl.iii:,1 Aquantos litros coresponde ovtume d 7,s mr?Resoluo

tusa convero resolvida pela seguinte rega de irs:I mr _ 1.0001 I

-_,_7,5 mi _ , | " : z.soo rResumindo, para tnomar metros cbicos emros, ou vrce vena, temos:

Mukipti.a-re p1.000Divide re por LOO0

Multiplica 5 porl.0o0

Divide{e por ] o00

2 A quantos nililtos (ou cmr) coresponclem 2,5 L?

3 Aquantos mimetos de mercrio corspondeumapres de 5 atm?

1 atm - /0 mmHs

X]

Captulo 12 "

EsuDo Dos cass

( = 3.800 mmHg

mmHgDivid ie por 760

A quantas atmoeras coespondea prcs de I92,.m

Dntreosva ores apesentados abaixo, qua ndjcaa pesa) 1,2arm c) 8ocmHq e) 70cmH9b) 700 mmHq d) 0,8 atmQual a pressao eq!ivalente a 4,5 atm?a) 342 mmHgb) 3.420 cmHgc) 3.42abr

.-,rE+.i-ti.,ii,i..t:;i.7 Quala temberatlra Kelvin crespondenre a 40 .c?

PeafmLrla = 0 + 273,temos:

T:4Q1"273i1r=3l3Kl

8 Qual tem peratu ra cenrgada corespondenre a 200 K?

d) 34,2 mHge) 342 dhHg

O MAGO Df, ID

281

AS LEIS FISICAS DOS GASESSo leis expermentais que mostram como varia o volume de um g5 quando a presso e a

temperatura desse gs variam, Considerando que essas variaes so transfomaes fsicas, conclumos que essas leis so mais pertinentes Fsica do que Qumica.

Algumas expresses comLrmente usadas so:.estadodeumgs-soascondiesdevolume(y),presso(P)etemperatura(f)emqueesse

gs se encontra;. variveis de estado so as grandezas y, Pe ;. transformaes gasosas - so as varaes de y, P e/ou 7.

6.1. Lei de Boyle-MariotteSe voc apnhar uma bomba de encher pneu de bicicleta, puxr o mbolo total-

mente para fora, fechar a sada de ar com um dedo e empurrar o mbolo, notar que epossvel desloc-lo um pouco para dentro quanto maior for a fora que voc conseouir exercer, maor ser esse deslocamento.

Pois bem, os fsicos Boyle e Mariotte fizeram, cada um a seu tempo, umaexperincia semelhante que veio a resultar na le que leva seus nomes: elesprovocaam a variao da presso de uma determinada massa de gs/ mastendo o ( uidado de manl-lo a temperatura constante, E o que se chamdde transformao isotrmica (do grego: lso, igual; fhermo, calor). Nocil ndo i lustrado abaixo, notamos que, aumentando-se a presso sobre ogs, o volume deste diminui, dando resultados como os que so mostra^< n r hl

Esseenuncado pode ter as seguntes representaes:Repscnro matemii.a

ou

PY = constante

AS IEIS DA CINCIA S VALEM DENTRO DE CEROS LIMIES

De d,o 1a ( o. 1pr*\ .o do\ gd\er e mu,ro ( omum d ort.er o \equint (d, omrrdn.r d) ,e ar nol l1I l '_: l i . , i l l l l . ' l d p'e5o \oble o qs. 5u !o ume diminui qrdddri\m;re d e o ponro r,::-",:-:J:::" l!,"1j oe 4 ss) para I (hquido), seu votume se reduz bruscamente; e, em sesuroa,pracamenre nio vra mais {B _ C), pois os tqudos so pouco comprssveis. Evidenterrenre, apartir de 4 a lei de Boyle-Mariorte deixa de ser vtjda

;Jj

Essa situao pode ser visuatizda nos irsqueios a gs de corpo transparente, nos quis possvelenxergar o gs liquefeito.

6.2. Lei de Gay-LussacSe voc encher um balo de borracha (do t ipo usado

em estas) e deix-lo por algumas horas na geladeira, verque o volume do balo diminui com o resfr jamento. E, reti_rando esse balo da geadeira, notar que o volume dessebalo volta ao inicial.

Reriaiefto

- i )\ r l4,r"".-.". tt

vamos imaginar, gora, o aquecimento de determinada massa de gs mantido presso constan-te. Tata-se de uma transformao isobrica (do grego: bo, igual; bos, presso). No cilindro repre_Sentado abaixo/ notamos que, aumentando-se atemperatura do gs, seu volume tambm aumen_ta, dando resultados como os mostrados na tabelaa seguir.

Irnomao isobic

NascL em Saint Leonad, Fana,em1278, faleceu em paris, em 1850.Fez importante! eudo5 sobre a x-

ReaDou tambm a sntej da gua,vencando qusempe 2volumes dehidrognio5econbinam com 1 volum de oxgnio. A s implktdadedesa relao evou Cay-Lu55ac dercobrta das teis das aes emvo umes gasosos/ qu elddenos

Capititlo l2 "

EsruDo Do\ casEs 283

emperatura (I) (em kelvins) volume (1, (m mL)100 200 2200 4AO 2300 600 2400 800 2

Observamos assim que dobrando, trpl icando etc. a temperatura absoluta do gs, seu volumetambm c{obra, tr ipl ica etc., permanecendo constante, porem, o quocrente ;. Por isso dzembs, mate-maticamente/ que a temperatura absoluta e o volume so grandezas diretamente proporcionas. Dessasobservaes, vem o enunciado da lei de Cay Lussac:

Sob presso constante, o volume ocupado por determinada massa gasosa direta-mente proporcional sua temperatura absoluta.

Desse enuncado resultam as seguntes representaes:Rpesento matemtiG

Na tabela abaixo, podemos observar que a rclao +

constante.

: consmnte

t

9

2

v, =v.T, T.

.3, Lei de CharlesVoc j deve ter ouvido falar que a presso dos pneus de um carro aumenta em dias muito quentes.

Voc sabe, tambm, que muito perigoso aquecer recipientes fechados, mesmo quando "vazios". Naverdade, um recipiente "vazio" contm ar e/ou resduos de produto. Quando aquecido, a presso docontedo aumenta e o recipiente pode explodr A lei de Charles se aplica a situaes desse t ipo.

Vamos imagnar, gora, o aquecimento de determnada massa de gs mantido a volume constan-te. Trata-se de uma transformao isovolumtrica (ou isomtrica, ou isocrica- do grego: iso, igualjcoros, volume). No cl indro representado abaixo (agora com a tampa "travada"), notamos que, aumen-tando-se a emperatura do gs, sua presso tambm aumenta, dando resultados como os mostrados natabela a seguir.

Iransormao isomlrica

Fskoffancs, nasceu em Beaugen.y, em 1746, efa eceu em Ps, em1823. PesqusoLr a expansodosga5s para fabricar lermmo! deprccito, chegando sm ique

284 Qumica Ceral

Na tabela abaixo, poclemos observar que a razo 4 constante.T

emperatura (I) (em kelvins) Presso (P) (em tm) auocrente +100 3 0,01

200 0,03

300 0,03

400 12 0,01

Obsevamos assm que dobrando, triplicando etc. a temperatura absoluta do gs, sua pressotambm dobra, trpl ica etc., permanecendo constante, porm, o quociente +. Por isso dizemos, mate-

lmaticamente, que a temperatura absoluta e a presso so grandezas diretamente proporcionaiS. Dessasobsevaces- vem o enunciado da lei de Charles:

Sob volume constante, a presso exercida por uma determinada massa gasosa dire-tamente proporcional sua temperatura absoluta.

t

P':P.T, T.

PTa

rt

Este enunciado pode ter as seguntes representaes:Represento matmli.

ou

: constante

:W'a: : , :1 . , : : : . : : : : : t , : ,

As duas ltims leis foram concludas independentemente por Cay-Lussac e pof Chales- Por esse motivo,alguns livros chamam a penltima le;de primeira lei de Chrles-cay-Lussac e, a itima, de segunda leide chales-Cy-Lussac.' l ' . i : , . : : : . . i ) t '

Resumindo as transformaes e as leis que acabamos de estuda, temos:

f

lsovo umt ca ou isomirica ou isoc ca

Captulo l2 "

EsruDo Dos casEs 285

atTI EQUAAO GERAL DOS GA5E5

Reunindo as trs frmulas vistas nas trs leis fsicas dos gases, chegamos frmula matemtca:

= conante

que a chamada equao geral dos gases. Note que ela s vl ida para urna massa constante de ummesmo os.

CONDIOS NORMAIs DE PREssAO E TEMPERATURA (CNPT)

P.V. P"V" PVT.T,--T

EPor definio, chamamos condies normais de presso e tempeatura (CNpT ou CN) a:

Presso: 1 atm : 760 mmHgTempemtura : 0'C: 273 K

usual indicarmos o gs nas condies normais por yo, P0 e Io.

EE TEORIA CINETICA DOS GASES

Essa teoria procura dar uma idia da estrutua interna dos gases (de como um gs ,,por dentro"),criando um modelo que possa explica I os fenmen05 e as leis expedmentais mencionadas anteiormente.

Em l inhas gerais, a teoria cintica do5 gases diz que:. Todo gs formado por partculas minsculas (tomos,

molculas, ons) em movmento l ivre, desordenado ecom alta velocidade. Esse movimento denominadoagitao trmica. Por exemplo, a velocidade das mo-lculas do ar, nas condes ambientes, de cerca de1 .400 km/h. A maior ou menor temperatura de um gs a medida do maor ou menor grau de agitao trmi-ca de suas partculas.

. As partculas de um gs esto muito afastadas umas dasoutras, isto , o espao que elas ocupam desprezvel emface do esplo "vazo" existente no estado gasoso. Por exemplo, o volume prprio das molcu-las do ar, nas condies ambientes, cerca de 0,1 Eo do volLlme ocupado peo ar Tal ato explicapor que os gases tm densidades baxas, podem serfaci lmente comprimdos e se mstum commuita facilidade. Alm disso, estando muito afastadas, as partculas se atraem muito pouco, oque explica a expanso fci l dos gases e sua grande di latao com o calor

. As partculas de um gs se chocam de forma perfeitamente elstca entre si e contra as paredesdo recipiente que as contm, isto , sem perder energia cintica e quantidade de movimento.lsso explica porque o movimento das partculas perptuo. Alm disso, fci lcompreenderquea presso exercida por um gs dentro de um recipiente resulta dos choques de suas partculascontra as paredes desse recipiente- Por exemplo, dentro do pneu de um automvel, o choquedas molculas de ar que mantm o pneu cheo; e tambm se percebe que a presso exercidaem todas as direes.

. As molculas no exercem foa umas sobre as outras, exceto quando coldem. Entre as colses,apresentam movimento retilneo e uniorme. sso equvale a desprezar as foras gravitacionais eas forcas intermoleculares.

O.',9

.0o

''i ::g

o

!

9

246 Qumica Ceral

PERFEITO

Cs perfeito, ou gs ideal, sera o gs que obedeceria, rigorosamente, s leis e frmulas estudadasneste captulo, em quaisquer condies de presso e temperatLrra; e tambm deveria encaxar-se peei-tamente no modelo descrto pela teoria cintica. Na prtca tal 9s no existe.

Os gases comuns, que chamaremos de gases reais/ sempre se afastam do comportamento de Ltmgs perfeto, principalmente a pesses muito atas e/ou temperaturas muito baixas- Nesses casos, ovolume dos gases se reduz bastante, e as partculas se avizinham, passando umas a interfedr no movi-mento das outras. Como conseqnca, o compotamento dos gases passa a se afastar da teora cintica,

Desse modo, podemos concluir que um gs rea se assemelha mas ao gs perfeito medida que apresso diminui e a temperatura aumenta; em outras palavras, o comportamento de um gs sertanto mais perfeito quanto mais rareeito ele estiver.

AIVIDADES PRTICAS

9

3

a

-

No cher nem e:pedmente subttn(ia3 desconhecdas,-

Cuidado

b)

d)

o

Sob temperatura constante, o volume ocupado pordeterminada massa gasosa _ proporciona sua

sob presso constante, o vol!me ocupado por determinada massa gasosa _

proporcionat sua

sob volume consiante, a presso exercida pof determinada massa gasosa _ proporcionat sua

condes norns de pre$o e temperatura (CNPT) cotrespondem presso de_e temperaturade-o!- .Aier'a cinlca diz que os gases soomads por pequenas

_ em movimento_e com atta

Cs perfeito o! o que obedece s -

ricas dos gases em quaisque r

9 Vnte litros de gs hidrcgniofolam medidos a 27 "Ce 700 mmHg de preso. Qlaser o novo volumedo gs, a 87'C e 600 mmHg de preso?

Vamos aplicafa equao geraldos gases:

importante lembhrque nessafrm!la a pessoeo volume podem ser usados em qLiairquer unidades, a temperatur4 ontudo, ser obrigatoriamen-

13 (F. M. Pouso Alegre-Mc) Asina e a altemativa coreta.Ao tarr de viagem, o motorista calibrou os pneus de seu.er.ulo. o lo(dnoo no,e. int1r. , ct f dF prFs

'16

2. Do enado I paa o enado 2 a pesso connante (2 atm) e, enro, temos:

V:v. -

4 =i = ,dooKlT, f . 300 L t ' I

Essa (600 K) a temperatua durante a compres-so isotrmica, e no seu final o prpio grico

(UFC-CE) O gfico abaixo ilunra o comportamento referente variao da pesso, en funo do vo une, deum gs idea, temperatura connante:

q

r

j

2.400

17

7, l l l l l l5 )7 19 21 2J 25 2/ |Analise o grico e assinale a alternativa coeta.a) Qlandooqs compimido nessas condies, o pro

duto da pressao pelo volume pernanece constante.b) Ao compdmr o gs a um volume coespondente

metade do volume inicial/ a pesso diminui por

c) Ao dminrira pre$o a um valor conespondente a ]3da presso iniciai, ovolLrme dinnui pelo mesmoator

d) ovolumeda amostla do gs dup ca, qLrando a pres-so fnalfor o dobro da presso inicial.

e) Quando a press aumenta por um fator corcspon-denteaiplda inc ia l , a razao I sersempre

'9, .V

(UFRCS-Rs) Considere a guinte anomao q!eocoFe com uma amostra gasosa de massa "m" pesentandocomportamento de um gs deal.

O grfico q!e me ho rcpresenta essa traisfomao :

(3; 2 250)

Capulo l2 EsuDo Do\ cA\Es 289

l8

a\

(Unb DF) os pneus de um veculo em movimento "etquentam", melhorando sua adencia ao piso.5!pondoque no hajavar iao n vlmedo arcont ido n pnu,o { t r ; .o o.e phr rep.F."n d. \dnd"o d p." dono eu i - lr io Fn un,aoddrpperarukdb.ouo.

"'7,"\,19 Reduza s condies normaisde pre$o etempera

rurd 38 L d" ( or q- okn rpdrdo. d 2/ C presso de 720 mmHg.

Reduz um gs s cond es normais significa calcu ao novo volume que o gs ir ocpar nas condies.omais de pre$o e temperat!ra.

b) 200,0 mL d) 20,0 mL(Vunesp) Sequndo a lei de Charler-Gay-Lu5sac, manten-do

'F d pressdo on,rdnF.ovol l ro, ,pddopo -T9j .aumenta prcporcionalmente o aumento da temperatura. Considerando a leoa clntica dos gases e tomndcomo exemplo o 9s hidrognio (HJ, coeto afimaque este compnament est relacionado ao aumento:a) dotamanho mdio de cada tomo de hldrognio (H),

devldo expnso de suas camadas eletrnicas.b) dotamanhomdodasmolc! lasdehidrognio(Hr,

pois aumentam as distanciat de ligao.do r . f d-ho m;dio dd. mot; , Ltd\ dF hidrog;nio (H. .pois aumentam as interaes entrc els.do nmero mdio de padculas, devido quebra dasliqaes entre os tomos de hidrognio (H2 J 2 H).da.di \ ldr , rd ed".

"n re d\ o le, u ld\ " hrdros;fio (H:) e das suasvelocidades mdias.

t

P"V 720. .a 760. V"\ (127 + 273) 273

vo: 24,57 L (CNPT)

20 (F. M. Pus Alege MG) Um gs ocupa um vo ure de200 mL a uma prcso de 380 mmHq a uma tempeEtura de 27 "C. Seu volume nas condies normais de tem-peatura e presso se:) 91,0 mL c) 9 '10,0 mL e) 2,0 mL

PV

21

c)

e)

22 (UFU-MG) a atmoea composta por urna camada degases que se s tuam sobre a superfcle da etra.lmediatamente acima do tolo ocre lma rcgo da atmoeraconhecida comotropefa, na qua ocorem as nuvens/os ventos e a chuva. Ela tem !ma altura aproxmada de10 km, a tempeatura no seu topo de ceca d 50 "Cesua presso de 0,25 atm (ddo:0 kelvn: 273 "C).\e u n bto r r \ "nr" d d rd\ p . .o. . , h- io (o- g, .hlio at um volume de 10,0 L a 1,00 atm e 27,0 "c solt, o volum desse bal, quando chegar ao topo datrpoera, ser de:a) 40,0 Lb) 74,1 L

a) 3Lb)41

c) 25 mLd) 250 mL

e) 333 rL

.) 36,3 L e) s2,s Ld) 29,7 L

23 (PUc RJ) A cada 10 m de polindldade a pressao sobreun mergulhador a! menta de 1 aim com relao presso atmOica. sabendo-se disso, qual seria voLumede 1 io de ar (comportando se como um gs iclea )inspirado pelo ne.g! hadorao nveldo mar, quandoeleeive$e a 30 m de profundidade?

24 (UFF-RD Num recipiente com 12,5 mL de capacidade,es contida cefta anrostra gasosa cuja massa exercra u mapreso de 85/0 mmHg, temPerat!la de 22'C. Quan_do ese recipente fi transpotado com as mos, sua tem-peratura elevou{e paa 37 oC e a preso exercda pelamassa gasosa pa$ou a ser de, aproximadarnent:a) 0,24 atm c) 0,95 atm e) 2,00 aimb) 0,48 atm d) 1,50 atmDe !m gs, 500 mLoram, inicialmente, medidos pretso de 650 mmHg e temperatura de 73 'C abaixo dezero. A seguir, o vlume do gsfoi reduzido a 400 mL ea tenpeatura oi elevada a 127 'c. Pede se a prcssofinaldo gs m atmoeas.(EEM-SP)Uma deteriinada massa gasosa, continada em!m recipiente de vo ume igual a ,0 l- est s!bmenda alma preso de 2,5 atm e sob temperat la de 27'c.Quando a pesso eLevada em 0,5 atm, nota se umacontrao no volume de 1,0 L.a) Qual a temperatura em que o gs se encontra?b) Que lp de iranoaao ocoreu?

25

26

27 (UFC-CE) O gftfico aorado representa umpro.esso cclico (cicLo)a que submetdo !mgs ideal.Analise o. A opo emque aparece a corespondn.a das etaPasnlmefadas ( l ,2,2;3 e 3 r l ) , com suas respecuvasdenominaes, :a) isobica, adiabtica e isotrmlca.b) isovoiumica, isobrica e isotrmica.c) isovoLumica, isotrmica e isobrica-d) isotmica, isobflca e isovo[imirica.e) isovolumt ca, isob ca e adiabtca.

28 (Faap 5P) De !m ertad inica de 21,1 atm e 300 K, umgs perfeito submetido a uma expanso isobica atdupl icar seu volume. Em seg!da, comprimidoisotemlcamente at seu volume oiqnal. Calcule a tem

290 Qumca Ceral

29 (UFc-cE) considere ogrco ao lado, rcprcsen-tatrvo de um processo.clico para um gs ideal.Das afirmativas abaixo,maque a opo coeta:a) Na etapa I ocoe

uma expanso ada-

b) Na etapa locore uma expanso sotmi.a.c) Na etapa ll ocore uma compre$o isobrica.d) N' etdpd lv o, r" , d odn5o or'r ,e) Na etapa coe uma expanso isbrica.Obseno\o. Ad"ad t e dt dn. lo 'nd\do er . o q; \no cde nem ecebe calrdo melo abiente. O 95 de-ver estat portanto, em um recipiente termi(mentisolado (como, por exemplo, uma gaffafa trmica). Emgeral, em uma tranormao adiabtica, o 9s se aque-ce seor comprmido e se reria sesofrer uma expans(fato que aprovetado nas geladeirat.

30 (PUC-sP) Uma aost6 de gs oxlgn o (O,) a 2s 'C eem um recipiente echado com um mboLo mvel. Indi_que qual dor esquemas abaixo mdhor representa umproceso de expanso isotnrica.

peratura dgs d!ntea compresso isotrmica e a preso poele atingida ao seu finaL.sugestor Conn.ua o grico cnespondente ao pro

a)

L-l-..] -,-"-' I - -8

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610 Qoo Y-

aq,E-*8

IE

LEIS VOLUMETRICAS(LErs QUTMTCAS DOS

DAs REAES QUMICAsGAsES)

As leis fsicas dos gases que vimos nas pginas 282 a 285 deste captulo (leis de Boyle-Marotte,Cay-Lussac e Charles) se referem s transformaes fsicas sofridas pelos gases. Agora vamos conside-rar as chamadas leis volumtriaas, que se referem aos volumes dos gases que participam de umareao qumi

Damos a sequir uma vso esouemtica dessa lei:

.

-1,.

,,;:tt;;i";!!

t".ir;

@e@D

@D @

IP, V T)

ffi,, @-.&' &, '*"

r no.ula!deHr rno.uls.1.( : ( ) , r i jo l l l ls de C, rVol!fies guas, de gases dierentes, .o ocdos m.ndis dntces de press e lempefllra, encetram sentpreo nresno nmeo de mocl las Noe neslecasoque-5

O volumes de hidrognio + O volume de oxignio -

@ volumes de vapor de gua

@ volumes inicais @ volumes f inais

De fato, esquematicamente temos a seguinte situao:

t

Pode parecerestranhoofato de caberem, em um mesmo volume, o mesmo nmero de molculas,j que exstem molculas maiores e outras menores. No entanto, lembre-se de que, no estado gasoso,a distncia entfe as molculas to grande que podemos desprezar o tamanho (maior ou menor) dasprpras molculas (teoria cintica, pgna 286). Fazendo-se uma comparao grossetra, se a o mes-mo que trocarmos 100 moscas por 100 pssaros dentro de um espao como o Maracanzinho emtermos de ocupao do espao, no haveria diferena signficativa.

Essa lei explica facilmente a contao de volume que ocorre, por exemplo, na reao de forma-o do vapor de gua, mencionada no 2q exemplo do item anterior, na qual temos

t*,,rn%

*rP,,i!'i @@

@

& : f f ia,fit

! l '

@ vo lmes devapor d s!com 3 molcuas cd. o! sla,

t-r.. -@ volues de h d'os. o

cm 3 moc!as cada, ou sela,

! -a

O voume de oxqi lo com3 mo cllas ao todo.

Eimportante notar, no esquema anterior, que a proporo dosvolumes (2:1 :2) acompanha a propor-o dos nmerostotais de molculas (6:3:6). Ceneralizando, podemos dizer que, nas reaes entre gases,se os volumes forem medidos nas mesmas condes de presso e temperatura, notaremos que:

. quando os nmeros totais de molculas so iguais, antes e depos da reao, o volume gasosototal no vaia durante a reao;

. se, porm, o nmero total de molculas aumentar ou diminur durante a reao, o volume gaso-so total i, tambm, aumentar ou dimnuir na mesma proporo; desse modo, so explcadas ascontraes de volume mencionadas no item anteriot

;ffi ,,'9,,,

292 Qumica Ceral

fr.:,i-'.i;,;iAs eis volumtri(s, e especia mente a leideAvogdro, foam rnulto irnportantes par o desenvolvimenIo da Qumica, pois elas mostraram a necessidade de se admltir a existncia de molculas, specialmnteas molcul! das substncias sirpls (H2, N,, O,, Or etc.). Por isso diz-se que as les volumtricas amplia-ram a teoria atrnica, dando oriqem teoria atmico'molecular clssica.

EXERCTCTOS

Execido resolvldo31 Verifiq !e se obedecem s eis volumtrlcas de Cay Lusac os seguintes vo ! es q ue pairicipam de u ma eao q u im ica

e queforam medidos em condies idnticas de preso e de ternperatura:1,3LdeN: + 4,08LdeHr . . . . . . . - 2, /2LdNH,

Dadaapropoo1,36:4,08:2,T2,vamosdiv ic l r todos05vaoespelomnorderestr , :g1"t" ,"-orf , - -z l .

t

!

3

32

Como esa popor de nmeros lnreiros e peqlenos, eno comprovadas as les volumtricas d Cay Lusac.

Verlca{e, erperlmentalmente, que 32 mL de gs metano queimam ao reagi com 64 mL de oxignio, pfoduz ndo, emconseqncia, l2 m L d.95 .arbn c e 64 mLd vapor de igua. sses dados comprovam as leis volumtficas de Cay Lusac7(Faesa 5P) Considerandd''ao 2 NO O,

-

2 NOr, eretuacla a prcsso e temperatura consan.es, pooeo5a r d qu durdnl" d

-d\ ;o pe r . ' - cr ' on. dr l - ' :a) a mass e o vum ttis do shtema. !t o vo lme toa e o .lmero rotal d mole.! as.b) a masa totle o.umeo ttdld moleculs

-,/ e) o vo lme totq!! qmeq totllde toTos.q 4 ;sa toleo.umero ttald atomosEredcio re$olvido34 Dada a equao qumlca: Nr + 3 H2

-

2 NHr, pedemje:a) a propoo volumtrlca,b) o volum de NHr obtido a part rde 25 L de Nr, supondo ambos nas mesmat condiet de preso e temperatu

a p opo \do vorurF r i d - l .21. p. , . . * 0", o- c o,ooo,,o do., .r,e. dd eoJcdo

b) Da equaAo dada, tiramos:.ot-ad"N

_ r \oume,dF\H I f ^ . .25ldeNr

- \ |

33

35

37

36

3a

Dada a equao:2 Cl ,O, -

2Cl. 5 O1, pedem{:a) a prpro vo umtrica;b) o vo ume do oxignio obtido a part de 12 L de CtzO, ambos a P e lconsiantes.2 tros deoxignio (O) tanormados em ozonio (OJ, sob presso e temperatLrra connantes, prcduziro, aproxlmadamentela) 1,0 L b) r ,3 L c) 1,5 L d) 2,0 L

) 1,0 L(UMC-sP) Se uma amostB contn 100 moculas de gs hldrognlo, para que haja a reao q!m.a:2 H2+ a,

-

2 H,O, quanlas moculas de oxignio so n.esrias e quantas molc!las de qua so produzidas?(Ufes) N!m sstema a uma determ nada pesso e temperatura, dot gases, e 8, inodrr e lncoores, reaqem entle snaproporo de I volume de,4 para 3 voluner de 4 geando 2 volirmes de !m gs itritante, c.Quand 3 vol!mes do gs,4 e 6 vo !mes do gs 8orem s!bmetids s nesmas condies, o volume final do sistema ser:

a) At eis vo umticas dizem respeiio aos dos gases que -

de lma reao qumlca.: ::' b) Na metma prcsro e temperaiura, os vo umer dos reagentei e dos produtos qasss de uma reao ormam, I ua proporo e de nmeros

-

e -.

cl N m\m, psao tmpea l! volumes lq lais de qases diferen les _

msm n mr d

Captulo 12 r EsuDo Dos casEs 293

EXERCICIOS COMPLEMENTARES

19 (Fuve 5P) Em um artigo publicado em 1 808, cay-Lussacreatou q ue dois volumes de hidrognio reagem com umvl!me de oxigno/ produzindo doisvolumes de vaprde gua (volLrmes medidos nas mesmas condies depreso e temperatun).Em outro adigo, pub icado en l8l l, Avogadro anrmouque volumes guais, de quaisque gases, sob as mesmascondies de presso e temperatura, contm o mesmonmero de molculas.Denrre. r-pr-," tdroe\ dbdi\o. d quesr de aco;do com o expoo; cm '' = idro8fias fmulas moleculaes atuais uo tri i,', . !iEl!l!-drogni e do oxlgno :

b)

c) [ r.far -;

L-r 11, il l !

f . ; lr ' l . ' l

40 (Unicamp 5P) O princpo de Avgdro estabel-.ce quel"gases q!aisquer, ocupandomas condies de temperatu.a e preso, contm o

esmo nmem d mo.ula'. considee vollmes igLraisdeCqCOz, C:H{ e Hr, todos mesma temperatura e prcs-so. Pergunta-se: onde h maior nmerode tomosd:

c) hidrcsnio?l!ifique suas rspoas.

4r (PUC PR) ApLicando a le de cay-Llsrac, das combina-es pn vlurF. qudl d , onrr . d m . o lue ,p"n-mentada na reao abaixo, mantendo-se constantes ascondies de presso etemperatua para os eagentes eprodutos, todos gasosos?

Nr + 3H2 =- 2NHra) 100% c) 50% e) 20%b) 0% d) l0

!

(Fuvest sP)l .2NO + O,

-

2NO2l l .CO + Or

-

CO,+O:l l .N7 + O,

-

2NO

v so, + 1o, t so.) 'Bto eprcsentadas aclma quato rees em fase gaso-sa. Q!ais delas causam variao de prcso quandoetetuadas em rccipientes fchadosT

a

e

j

c

a) le l lb) le l l l

e) l le lVd) l le l l l

43 (UF5E) Em uma expedncia, verificou se que a decom,posio de 2 L do compoo AsC{", gasoso, prcduzu Asslid e 3 L de c!gasoso. Qualo valor de ? (Dados: osvolumes gasososforam medidos nas mesmas condies

a) l c)3 e)5b)2 d)4

VOLUME MOLARDe um modo muito amplo, chama se volume molar o volume ocupado por 1 mol de uma subs,

tncia qualquer, em determinadas condies de presso e de temperatura.E interessante notar, porm, que o volume ocupado por 1 mol de um slido ou de um lqudo vada

muito de uma substncia paa outra. No entanto, o volume ocupado por 1 mol de qualquer gs sempreo mesmo, em determinadas presso e tempemtura. E fcl entender esse fato, pois 1 mol contm sempreo mesmo nmero de patculas; nos gases o mesmo nmero de partculas encontrado em volumesiguais (a P e constantes). Conseqentemente, 1 mol de qualquer gs ocupa sempre o mesmo volume,que o chamado volume molar. Assim, vem a definio:

Volume molar (yM) dos gases o volume ocupado por 1 mol de qualquer gs, emdeterminada oresso e temoeratufa,

O volume molar independe da natureza do gs, mas varia com a presso e a temperatura.Verifica-se experimentalmente que, nas condes normais de presso e temperatura (CNpT), o

volume molar 22,4 L/mol:

294

YM : 22,4 L/mol (CNPT)

Quimca Ceral

Esse volume corresponde ao de um cubo com aresta aproximadamenteigual a 28,19 cm.

Para calcular o volume molar em qualquer outra condio de presso etemperatura, bastar aplicar a equao geral dos gases. Por exemplo: qual o volume molar a 700 n]'mHg e 27 "C?

PV P"V^ 700.V 760. 22.4-

V:26,7LlmolT ro 300 273

O usual, no entanto, falarmos no volume molar nas condies normais tanto que algunsautores chamam de volume molar apenas o volume de 22,4 L, que s se aplca a 0 'C e 760 mmHg.

Com o conhecimento do volume molar dos gases, podemos perceber como enofme a dferenade volume de uma mesma quantidade de uma substncia, conforme ela esteja no estado slido, nolquido ou no gasoso. Por exemplo, nas CNPT, 1 mol (sto , 18 g de gua) ocupa praticamente: 18 mLno estado slido; 18 mL no estado lquido; e 22.400 mL no estado gasoso. Noe que este lt imo umvolume cerca de '1.245 vezes maior que os dois primeiros.

por isso que nunca devemos aquece sidos ou lqudos em recipientes fechados; a passagembrusca da substncia para o estado gasoso pode sgnicar uma exploso violenta.

EQUAAO DE CLAPEYRONFovisto na pgina 286 que, para uma massa constante de um mesmo gs, vale sempre a relao:

PVT

: constante

lsso signif ica que, por mais que variem o volume (y), a presso (P) e a temperatura absoluta (), afrao { permanece constante. Matematcamente, essa idia pode tambm ser traduzda assim:'T

PV PV _

PV) P.V 4_Y. _.^" . , , . , "

t r r -1, iVamos ento calcularo valor dessa constante, supondo que t ivssemos l molde gs nas condies

normais de presso (Po : 1 atm) e temperatura (Io : 273 K). J sabemos que 1 mol de qualquer gs,nessas condies, ocupa o volume molar (yo : 22,4 litros/mol). Conseqentemente, teremos:

PoVo 1 .22,4 : 0.082 atm .L

Ta 273 mol.K

Esse valor (0,082) constante para I mol d quaisquer gs, em quaisquer presso e tempera-tura (relembre que, se P e Ivadarem, y ir tambm variar, 625 !L permanecer constante). Por esse

Tmotivo, o valor 0,082 recebeu o nome de constante universal dos gases perfeitos, sendo representado habitualmente pela letra R.

Ceneralizando, diremos que:5e pard I molde qd5, temos P-L R, enlao:T

PV. para 2 molr de g:, leremos 2R

. odra 3 mols de oas- L"r"rno, PV J/l'T

.PV. pard n mol5 de gs, teremos f

- nR

Desta ltima expresso conclumos que:

PV : nRT

Captulo 12 . EsuDo Dos casEs

I

q

i

&

Fico rancs, nasceu en Pris, em 1799, ealeceu na msmacidade, em'1864. Projetou edirigiu a consuo d vias feroa5. Conhibuiu mito para o desenvotuimnto da Termodina-nica, lendo complementado os tabalhos de Carnot sobre ojfaiores envo vidos na produo da enegia necnca plo or

295

Esta equao conhecida como equao de Clapeyron ou equao geral do5 gases ou, ainda,equao de estado dos gases e, evidentemente, s se aplica aos gases perfeitos.

Tendo em vista que: n: 11M

podemos tambm escr.""u ," "*,;,

Pv: +RT

Nestas expresses, temos:P : presso do gs;Y

-

volume do 9s;n: quantdade de_qas, em mols;(4 ma5sa oo gas, em grdmas;= masi molar do qs;R : constante universal dos gases perfeitos;I: temperatura do gs, med;da na escala absoluta ou Kelvin. muito importante, no entanto, observarmos o seguinte: quando calculamos R, encontramos o

valor 0,082 usando a presso em atmosferas e o volume em l i tros. Se adotarmos outras unidadespara P e y, evdente que R assumir valores dferentes; de fato, vamos rpetir o clculo da pginaanlror, sempre (onsiderando I mol de gs:

t

PaVo _

1 atm. 22,4 LTa 273 K

PaVo 760 mmqg. 22,4 LTa 273 K

P"v., 760 mmHq 22.400 mLT^ 273 K -

0224 n1

= R: 0,082 atT ' ; !

R = 62.3 t tHg'Lmol .K

R = 62.300 mmHg'mLmol.K

9

2

3

c

No Sistema Internacional de Unidades (Sl), isto , com a presso em pascals (Pa) e o volume emmetros cbicos (mr), teremos:

PoVo 101 .325 Pa . 0-

R : 8, i14 Pu ',Tlro 273 K

Note que R constante mesmo quando se traca o gs; mas seu valor numrico muda, semdvida, de acordo com cada unidade.

eviclente que iremos usar este ou aquele valor numrico de & dependendo das undades uti l iza-das no problema que iremos resolverj se a presso for dada em atmosfeas e o volume em litros,usamos R : 0,082; 5e a presso for dada em milmetros de mercio e o volume em l i tros, usamosR = 62,3; e assim por diante.

Sem dvida, a equao de Clapeyron a equao mais complet que existe para os gases perfetos.Ela, sozinha, substitui todas as frmulas vistas at agora; alm disso, essa equao representa, sem dvda,o melhor caminho para se transformar massa em volume gasoso, ou vice-versa. Por exemplo: qual ovolume ocupado por48 g de metano (CH!) a 27 "Ce1,64 am? (Massas atmicas: H :1; C: 12)Retoluo:

Pv- mRI t6.M I .Y ' " .0,082.100 J 45Ll

Note que utilizamos R : 0,082, uma vez que a presso foi dada em atmosferas; em conseqencia,o volLrmefinalresultou em l i tros. Enfm, o princpal cuidado na uti l izao da equao de Clapeyron tertodas as grandezas em unidades concordantes com as unidades de R.

296 Qumica Geral

Volume molar de qualquer gs ovolume ocupado por u _ do gs em determinada

-.

N2, cond(de\ no'adr(. sPU vdlo p _

A constante universa dos gases perfeiros, usutmenre indicada por _, o vatof de

_ paa

de q!aquergas.

observao: Utilize as massas armics quefoem necesrias, bem como os vaiorcs do votume moar e da connante .

44 Qla o volume ocupado por I 9 9 de flor (F) a 27 .c e 't ,64 arm?

Anasaatmicadoelementof lort9u.Podanto,amassamolafdoFz:2. j99: j8q.Apt icandoaequaode( ldpey on. .mo.

p\ nRr -

I ,4.1 :9- .o, lv.1)2, ) / ,Mt8assim sendo, carcuramos: tr;;,1Clculo do volume do lor nas CNP:

rol o | J8 q -

,,,,,a L r( NPn Ilq

- vo I

Yo l l '2 dPE ' \ f l \

anormao do volume para as condies pedidas no problema:P.V" PV | 11.2 1.64 Vo T 273 (273 + 27j

Corciuror em quase todos s problemasdee ripo, h doiscaminhos de rcsotuo apticaje diretanente a equaode capeyron ou usa se o votume motar e a retao l[ = + . o sesunclo cam nho tem lantaqem quando o voru met I ,do gs dado (ou pedido) nas mesmas condies de presso e temperatLrra em que se enconrra o votume motar

45 (FEl5P) Nas condies normais de prcso e tempeatura (CNpT), o votume ocupado pr 10 g de monxido de carbono(co) de:(Dados:C = '12 u, O : 16 u e vo une molar = 22,4 L.)a) ,0 L b) 8,0 L c) 9,0 L d) 101 e) 12 L(N,lackenzie-sP) Nas CNPI um mo de dixido de nttrognio (NO,) ocupa 22,a irros (ma$as mtares, em g/mot: N = 14,o = 'l). O volume ocupado por 122 g de NO:, nas mesmas condis, iqual:a) 1s6,8l i t ros. b) 268,8 i t ros. c) t4tTtrroj O1OOo tros. e) t j ,9 t i t rs.(Ucsal BA) Qle volume ocupam 100 nols de oxignio nas cond es ambiente de temperarura e prcsso? (Vo/ume motarde gs nas condies ambienre d remperatura e presso : 25 Vnot)

b) 2,5 L c) 2,5 ro' : L d) 2,5.10'L e) 2,5 . l0 ' L

,A Qual a temperatura de um gs, sabendo{e que 2,5 mots dese gs ocupam o volume de 50 L pre$o de L246 mmHgna eferida iempeatu ?

Usando I : 2,3, j que a pesso est em mmHg e o votume em ltos, renos:PV=nRr

-

r= PY :1.2!6: .s9 ,+ r :4ooKnR 2,5.62,3

I=o+273 + a(c):4oo 273 -F=t?r l

49 (FMlt-Mc) 8,2 litrs de u gs esi submetidos a lma pre$o de 5 atm, e do rhesmo utitizou se 0,8 mo.Cor\drd-do 4 0,082 jq

. idt ,utdr.udremperdturd.

q

46

a) 256 "c b) 625 'c

Captulo l2 EsuDo Dos casEs

a) 0,25 L

.) 152 "C d) 425 'C e) 532 "c

297

s0 (UCSal BA) A tempeEtura de 25 'C, um clindo de ao cm vo rme disponre| de 245 L contm 5,0 molt de dixido de cabono. Queprcsso intema eise cilindrc e supoftando? (Dados: volume molaf de gs a 1 ,0 atm e 25 .C lqua a 24,s Umd )

b) 5,0 atm d) 15 atm51 (UFCE CE) As pesquisas sbr materiair utili2ados em equipamentos espoivosso direcionadas emfuno dos mais diver

sos fatores. No.icllsmo, pr exmpo, $mprc desejlel minimizar o peso da5 blcicleias, para que se alcance o melhordesempenho do clclista. Dentre m!tas, !ma das alternativas a ser ltilizada serla inflar os pneus das bicicetas com o gshlio (lle), po se baante eve e inerte combusto. [con.,un," ,niu".u dos qases: R: 0,082 j]4. o

-^sa ,1"| - mo Kl

hllo, necssria para inflar um pneu de 0,4 L de volume, com a pe$o coespondenie a ,11 atm, a 25 "c, sra:a) o,4 g b) 0,r g d) 1,2 g e) 4,0 g

52 (UFPE) No comcio se encontra oxiqnio, .omprimid pres de I30 atm, em c indrcs de ao de 40 L. Quantosq!iloqlamas de oxlgn o existem no ciindro? (Peso atmico do oxignlo = l6; remperarura ambiente: 25 "C)a) s,2 b) 2,1 .) 19,7 d) 6,4

Exrcrclo re1olvldo5l (UFRN) Umaamonade umasubncia psando 0,08 9 deoca 30cm'dea, meddosa 27"C pressode 720 mmHg.

Detrmrne a massa.norecu arda substnca. lDudo -0.082 4l !1I mol K/

Em cerliosaparelhosde laboratrjo, mede se ovolume de um 9s pelo "des ocamento" dearquee e prodlz. Nesta qus,os "l0 ctnr de a|,'derlocados correspondem ao ppriovolume do gs em estudo. Pela equaode Clapeyron, remos:

t ! .a, f : j : | i9" f -0.0.8 ooat. , , , , , , ,M \/u/ \ r .00u/ MAsim, M

-

e,24 g; portanto, a njarsa molecular igu at a@,u;1.Veja que dividimos 720 por 70 para converter a preso para atm e divdimos 30 por 1.000 para conve{er o volumepara litros, em espeto s unidades de R.

54 (Cesqranrio-Rl) Um estudante cletou 0,16 g de um determinado gs, a 300 K, em um reclpienr de 150 mL, e vertficouque a prcso d gs de 0,164 atm. (Nta: consdere o gs ideal.) A parrlr desses dados, pode se afirma que a massanolecula dese gs :a)2 b)8 c) 16 d) 32 e) l0

55 Qual o nmero de moculas exstentes em 5, L de um gs qualque, medido na5 condiet normais de prcsso e

Podenos estabelece a sguinte regra de ts:I mlo,upd,r2.4 | r ( \Dn o.02 O' ne uld

\ -

1,5 10" moleculas5,6 L (CNPT)

56 Calcule ovolume (em mL) ocupado por 3,01 .10:rmolcuasdqsamnia(NHJnasNPrExec.iit,i;ii'Fi;'57 (UMC-SP) Calcule em que tempetua (em oC) 3,9.l0'" nrolcu as de metano (l mol = 1,0 g) exercem a preso

de s7o mmHs, quando ocupam o vo ume de 2o,o mL. lDados: fi = 62,a II!91, e N, : 6,02. ro'?r.mol \ )

Clcu o do vo ume ocupado, nas CNPT, pelo nmroe molc!las dado no problema:

%: I3,73 mL (CNPT)

Clculo da temperatura pedida:= 579 2o

-

T'-zsar

I

I

3

,02 . I 0,r motcutas -

I mtocupa 22.400 mL (CNPI I

3,69.10r motcutas _ % ]

!!i : lLTu

298

E, portanto. o: 298 271 = F: 25 "c I

Qumica Ceral

5a (UFRCS RS) H egisaes que dteminam que seja eabelecido um "nvel de emer!ncia" quando a concentao de monxido de caono atinja o valorde 4,.10r lLgdecO po meo cbco de a. o se estabelecer o "nve deemeqncia", nmero de mo.ulas presente em cada

e) 10'z,

59 Dis recipientes contm, respectivamente, 0,5 molde metano e 1,5 moLde monxdo de carbono. Sabese que eses gases eo submetidos mesma tmperatua e pessao. 5e o volume do nretano 9 L,qlal o volume do rnonxdo de carbono?

5o muiio comuns os pob emas que comparam doisrecipentes ou dos gases ou dois estados, entim,duas siiuaes difentes- Eses problemas do "tipocomparativo" podenr, en geraL/ ser esolvidos escrcvendo-le a equao de clapeyron duas vezes,uma para cada situa , asegLir, dividindo{e umaeq!ao pela out, para efetar o cancelamento dsvalores gua. No caso presente, temos:. pam o metano: | (no colocamos indi-. para o monox do I sao quars pafa os

I oo ga5e5.)Dividirdo membro a mmbr, temos:

3V n,RI V nv, n,/ -- v,

slbsti tuindo:; =E -

7=rTl,

(FEl SP) A uma dada temperatua e pre$o, um balocontn 42 g de nltrcgnio. Depois de competamenteesvaziado, intod!z-se no mesmo balo, mesma tem-peratura, uma certa quantidade de etlen (c2H), de ma-neira a obtera mesma preso anterior. (Dados: N

-

14,c = 12, H = 1.) Qlala quantidadedeetileno inoduzida?

meo cbco de are aproxmadamente:a) 104 b) 10" c) 10" d) 10' '

9

30

6l

a) 22,4 gb)28s

c) 429d) s6g

e) 8ag

(FCV 5P) Dois gases ideais ocupam os bales e L Conhcendo-s as rclaes:

V'= 2Vn.

p= 2pt

F q-e o numqo de roh dp I p isudl d 20 ' on' lurmo.

qu o nmefo de mosde:

62

a) 400 c) 0,002s e) 0,025b)40 d) l(Faap-sP) com oobjetivod detrminara massa molecularde um gs , um pesquisador inoduziu em umrecipientedF volu n" V, qup \F cn onrrald in

' id l nenrF vdl o,

I5,0 9 do refefdo gs observou o surgimento de umape$o 4 sob a temperatua t A segui, ut zando outrorecipiente de volume iqualao do pimeirq veriicou quera nece$ro inoduzi a masa de 1,0 g de H? para que,na mesrna tempe6tlm/ fotse geada a mesma prersoobservada n pr imeifo recipient. calc! e a massamolec! ar do qs em eudo. (Dado: H = 1.),P-! 5P, Pdrd d rFdl . d\ ;o oe

-r e\pc i re l o \p ; 1-

cessio encher de gs un balo de I ,4 L que a 127 "C63

Captulo l2 "

EsuDo Dos cAsEs

6a

e) 627 'C

299

64

supofta a prcsso mxlma de2,0 atm. Nesascondies, qudnr ddde rd . deq-dd pd d e1l 'e o bd o :a) l0 g de hidrog. io (H2).b) 2a g de metano (cH).c) as g de etano (c,HJ.d) 4 g de dixdo de enxofre (SO,).e) 78 q de acetileno (c,H).F.rF. l - \ lr

69 (UFR65-R5) Um extinto de ncndio contm 4,4 k9 deCO,. Ovolum mximo de gs que libedo na atmosfera, a 27'C e' atm, , em litrori

70 (UnifoCE) A 25 'C e I atm, verifica{e que 0,2 moi degs carbnico ocupa 4,90 L. Ne$as condies, qua ovolume mola do gs?

a) 0,229b) 2,46

a) 4,9O Lb) 9,80 L

c) 24,6.l) 229,4

c) 11,2 Ld) 22,4 L

e) 2.464

71

e) 24,5 |

(PUc Rl) Ntrosnio (NJ tem sido erecido em algunspostos de gasolina como uma alternativa para encherpneus/ o lugar de a (o oxigno do r, a a tas pre$es,dimnuia v ida t i ldos pneur.

Efchelie !m pneu, na temperatu ambiente (25 oC),com nitroqnio, de modo que todo seu volune (20 litot foi prcen.hido at uma presro de 5 atmoseras.i Dad: n: o 082 arm L J\ mol K/a) Quala massa de N? intoduzida no pneu?b) 5e, ao cmear a rodar, a temperatlra do pneu au-

mentaf para 60 oC, sem qle haja mudana no reuvolume, quala nova pre$o no seu nierior?

(UFV MC)Assinaea opo qu pode representar a va ra-o da psso (P) como un do nmer de ml (r)de um gs idea mantendo o volume e a temperalura

d)

c)

72

LZ

\\\

1-

1"/|

-,'

l.+-

-

) .

300 Qumica Cera'

. - . : : . t . . . . . . : .

73 (UFN/T) Um gs pode serdefinid cm !ma substnciaque se expande espontaneamente para preenchr untsiome e competamente o recipiente onde se enconta.Dive6as variveis podem ser usadas para descrever eseeslado da marria/ pom a pe$o, o volume e a tempratura so especialmente utilizados. Em reao ae$asvariveis, julgue os tns.(0) N sistema internacna (sl), as unidades para as

vaiveis de estado presso, volume e temperaturaso respectivamente Pa(pascl= N.m '), m'(metr tcbico) e K (Kevin).

(1) o grfico ao lado rcpesenta ocomportamento de un gs ideaa tenperatura constante, onde

(2) Se s dos rccipientes abaixo estiverem merma P(prcsso) e I(temperat!h), a qlantidad de matriam.4se a metade da quantdade de matra em 8.

L '"=v \" , 2v(3) 4 molsdeumgs idea a 3,10 kPa de presoea lma

temperatura de 298 K ocupafo um volume de4.197,0 dm'.

[ouao, n: e,:r +srz

\

2

74

76

(Cesgranrlo-RJ) 0,8 g de uma substncia no stado qaso-so ocupa um volume de 5 mL a 1,2 atm e 63'C. A quesubsncia cnesponde esses dados?a) o, b) N. c) n, d) co, e) ct:(Mackenze 5P) 355 q de um ceftogs X, oc!pam 112,0 Lmeclidos nas CNPI 5e o peso atmico de

-\ 35,s u,ento o gs tem lrmula mole.!lar:a) x,. b) x, c) r, d) x, e) ,X,(PUC PR) o nmeo de tomos de oxiqnio exstntesem I moldeoznio(O)tenperatuade298Kel,2atma) 3,2-1A'5b) 2,24.10"

c) 1,8 . 10'"d) 3,2.10'"

e) 1,2.10.

77 (EEM sP) Um balo contm l, q de metano (cH) emdeteminadar preso e temperatura. Qualse a ma$ade hdrazina (N:HJ a ser poa no mesmo balo, paa,na mesma tmperatlral se ter a mesma peso? (Dados: H: l ; C = l2 j N = 14.)(CeetepssP) 22 9 de um crtogso.upam, nas mesmascondies de ternpertura e pe$o, volume lgual aoocuPado por l4 g de N,.Considere as sguintes subttncias gasosas e suas res'pect vas massas moarer (M):

7A

co NO co,(s/mql) 2A 2A l0 l0

O 9s em queno pode ser:a) co: o! c,Hs c) co ou co, e) apenas cob) c:H6 ou c,Hs d) No ou c,H6

(Cesgranr o-RJ) Os dois bales abaixo representados con,tm a mesma subnncia pura na fase garosa e eno sob

d, A dr qd\o\d no ,ecipicn c qup.ontpr hrdrogenio o dobro da assa gasosa no recipenre que

e) A preso no recipiente que contn hlio o dobroda pres no rccpiente q!e contm hidrognio.

(PUC-5P) Um cilindrc de 8,2 L de capacidade contm320 g de 9s oxignio a 27 "C. Um studanre abre avlvu a do cillndo dexando escapafo gs ar que a pesso seja reduzida para 7,5 atm. Supondo{e que a rem-peratura pemanea constante, a preso iniciaino cilin-dro e a massa de 9s liberada sero, respectivamente:a) l0 atm e 240 gb) l0 atm e 160 gc) 6r atm e 280 gd) 2. / . \ r e 2A ge) 3 atn e 140 g(Ur)A) A re-ord urd d que oe\

a) Relao entre os gases iniciais e a mistura finalNo havendo perda de gases durante a mistura, podemos dizer que:

Na mistura f inal, a quantidade total de mols a soma das quantidades de mols detodos os gases iniciai5.

Matematicamente:

>n: n1 +n2+.. .+n)

Para o primeiro gs, temos: & yr : ,rRIr ou n : !L. Para or demais gases, temos relaes idn-

tcas. Na soma dessas expresses teremos, para a mistura final:

b) Situao dentro da mistura f inalVamos supor que apenas o primeiro gs ocupasse todo o recipiente f inal, de voume ye tempera

tura I; evidentemente, o gs 1 assumiria uma presso pr, que a chamada presso parcial do gs 1.Disso resulta a segunte definio:

Em uma mistura gasosa, presso parcial de um gs a presso que esse gs exerceriase estivesse sozinho/ ocupando o volume total da mistura e na mesma temperatura em quea mistura se encontra.

No confunda a presso parcal do gs O dentro da mstu ra (que vamos chamar por p, minsculo)com a presso que esse gs possua antes de entrar para a mistura (P maisculo). Evdentemente tudoo que acabamos de dizer para o gs O vale para os demas gases da mistura.

A lei de Dalton paa misturas gasosas diz que:

A presso total de uma mistura gasosa a soma das presses parciais de todos os gasescomponentes da mistura.

Matematcamente:

PV -

(tn)RT e

.

P : p, + p, + h + . . . + Pi ou P:tp

AS PRESSES PARCIAIS EM NOSSO ORCAN15MO

PV P,V P,V.TT,T, Tt

!

&E

Um exemplo da impotnca das presses parciaisocorre em nossa respirao. o sangue rterial leva O,dos pulmes par as cluls de nosso organismo. Emsentido inverso, o sngue venoso retorna com o co:liberado pelo metabolhmo das clulas. sse trnsitode gases facilitado pelas diferenas das presses parciais do Oz e do CO, no sngue e nos tecidos.

Essa oxigeno dosangue pode se tornar cftica nocaso de nergulhadores ou de alpinistas, que usamento cilindro! com misiuras gasosas enriquecidas emoxignio.

t

302 Qumica Ceral

Um conceto anlogo ao da presso parcial o do volume porciol. Por definio:

Em uma mistura gasosa/ volume parcial de um gs o volume que ele ir ocuparestando sozinho e sendo submetido presso total e temoeratura da mistura.

Do pontodevista prtco, o conceito devolume parcia I corresponde seguinte idia: se os gases no se misturassem (como ocorre com oslquidos imiscveis), cada um ficaria sepaado dos demais, ocupandouma certa parte do volume tota da mstura; essas partes seram os vo-lumes parciais de cada gs.

A lei que trata dos volumes parcas a lei de Amagat: I

j

3

O volume total de uma mistura gasosa a soma dos volumes parcais de todos osgases componentes da mistura.

Matematicamente:

V:\+v2+ yr+. . .+y, ou V: lv

Observe que tudo o que oi dito para volume parcial idntico ao j dto para presso parcial,bastando trocar as palavras "presso" por "volume" e vce-versa,

c) Relacionando valores parciais com o valor totalRelaconando a presso parcial do gs @ com a presso total da mistura, temos:.paraogsO: p,V: nRT I p,.paaamirrurd: Pv l rntRt I p->n

Raciocnio idntico com o volume parcial do gs O nos d:.paraogsO: P, r lRi t ,. pdd d mi\tLra: PY t:n)R/ | LnAfrao iL chamada de rao em mos (antigamente frao molar) do gs O e epresentada' tn

por xr. Evidentemente o que o dito para o gs O vale tambm para todos os demas gases da mistura.Da a definio:

Frao em mols (x) de um gs o quociente entre sua quantidade de mols e a quan-t idade total de mols da mstura.

Tambm fcil deduzirque a soma das fraes molares de todos os gases da mistura igual a l:

xt + x2+ xi +. . . + x i : ! * ! : , l t * . . . * l t : 2t t : ttn 2n :n 2n tnFinalzando, vam05 reunif todas as relaes anteiores escrevendo:

-

_

nt _ Ft vt o/o em volume

" L" - roo""A ltima frao, chamada de por

il Atualmente h vrios gases nocivos que poluem a atmosfefa, principal-li mente nas grandes cidades. Alguns desses gases existem no at em quanti:i dades exemamente pequenas. Por isso, comum qlre suas concentraij es sejam dadas em ppm ou em ppb::," 1 ppm = 1 parte por milho (1 : l0)ai 1 ppb = 1 parte po bilho (l : l0')ii Quando se expressam concentraes desse modo, deve se, aind, indicarir as unidades utilzadas gramas, litros, molsetc. Assm, poexenplo, quan-:j! do se dz que h 5 ppm de Co, em mols, no ar, significa que h 5 rnols (oul molculat de CO em cada ' mlho de mols (ou molculas) de ara: operao rlmaa rea za.ta pea Ceresb eir CPfans. Nafoto, temos !h tcnicolazenclo o

MEDTDAS DA POLUrO

controe da lmaaemtida pe os n busSo Par o SF 1995

'14.2. Massa molecular aparente de uma mistura gasosaSabemos que, pesando-se 22,4 L de um gs, nas condes normais de presso e de temperatu-

ra, resulta a massa molar e, conseqentemente, a massa molecular desse gs. Analogamente,pesando-se 22,4 Lde uma mistura gasosa, nas condies normais. resulta um valor quese convencionouchamar de massa molecular aparente da mistura gasosa. Assm, por exemplo, pesando-se 22,4 L dear, nas condies normais, resultam 28,9 gramas, indicando a massa molecular aparente do ar comosendo 28,9 u.

A massa molecular aparente pode tambm ser obtid por vrios outros cminhos, como, porexemplo:

t

ou, ainda, podemos dizerquea massa molecularaparentea mdia ponderada das massas molecularesdos gases componentes da mistura, tomando se como "pesos" suas porcentagens em volume (ouporcentagens das suas presses parciais, ou das suas quantdades de mols, ou das suas fraes mola-res). No caso do ar, por exemplo, temos, em volume, aproximadamente 78olo de Nr, 21olo de O2 e 1olode Ar Massas atmicas: N : 14i O : 16; Ar : 40. Logo:

. para um gs, n :

. analogamente, para a mistur, M"p

7a. 2a + 21 .32 + 1 .40

:i

!

0s

100

a) Presso parcla de !m gs, numa mstura gasosa, a-quee$e gs exerceria se eivseda prpia mistua.

b) A presso tota de Lr ma mistura gasosa a -

das preses de todos os con ponentes.c) Vo ume parciald !m gs, numa mistura gasosa, o qu o gs i ocuparse eiv

da ppra m ua.d) O volume totai de uma mistura gasosa a

-

dos vo urnes de todos os components.e) Fraoem mosdum gso-entresuaquantdadede-eaquant idadetota de-

304 Qumica Ceral

a3 Dois recipientesAe Econtm, respecrivament, O: e N: a 25 "C eso igados por umavtvuta. O recipiente contm1,5LdeO:a0,5atm,oeciplenteBcontm0,5LdeN,al ,0atrn.Ab indoseavtvuta,osdojsgasessemistuam.supondo que a tempetua clo conjunto n tenha se alterado, pergunta-re, em retao mtura finat:a) Qual a pre$o total?b) Quais so as fraes molaes dos dois gases:c) Quais so suas peses parciair?

sempre aconselhve azer um esquema rcpresentando a situaAodo problema. Nese caso, antes da abertura do registro, tnhamos aseguinte situao demonsada na figua ao lado.Aps a abeirura do rcgistro, os dosgasesse mistum e pasam a oc!-pa o volume totalde 1,5 L + 0,5 L = 2,0 l- na temperatum de 25 "c,que nao se altercu confomeoidto no enunciado do problema.Cm o auxio das frmulas j vistas, tems:a) Cl.ulo da prsso totalda mistura finat

t

b) Clculo das fraes molares dos gasesCa cularemos, inicialmente, a quantdade de mols de.ada gs:. pata o O,t PV

-

nARTa . A,5.1,5 : n.0,0a2 298 > ,r -

0,0307 mol. paa o N,: Pr%:

"FRI. 1,0.0,5 = n! 0,082 298 -

,s -

0,0205 molAsegLri, podemos obte a quantidadetotalde mos na mistura:

: r : ,? + , r r : 0,0307 + 0,0205 r r , = 0,0512 moE, finalmente, ca cujams a5 raes molaes:

. paraoo,, , :+:" t#g = [^=qs,* l

Evidentementei xr + xr : l

Noctculoacima, no podemos usara etao: ^,=

+ = 4 vr %emvolume ooro, , no conhece-' : rP\100%

mos nem as prees parciais (pr e pJ nem os vo umes parciah (r1e y3) dor gases. impoftante perceber que osdados do prcblema (Pr' e F!) e (vr e %) to as pieses e os volumes dos sases antes da mistura, e no ruds p.e5soeso! voumes par

85 (UFRCS RS) Se o sistema rcpresentado ao lado fo mantido aumr renprdl . rd to lndnle F \ - o\ l res baloes possu rem oesmo volume/ ps se ab rem s vlvulas.4 e 8, a presototal nos ts bales sela) 3 atm c) 6 atmb) 4 arm d) 9 arm

8 (Faap-SP) Em um rccipiente indeformvel, decapacidade iguala 4 L, so coo.ados 2 Lde Hz medidos a CNPI j!ntamentecom 3 LdeOz medidosa 27"C e 700 mmHg- Calcu e a pesso no nterordo ecipiente, sabendoque, aps mtura dosgases, a tempeatura deLe I7 'C.

Exrcclo resotvldo

87 Em um cipientede50 La I2l"C,lemos 3,3 gdeanid do carbnico (CO,), 4,8 g de anidrido su fu rcso (sOJ e 3,4 g deqs sulflidico (H,s). (Massas atmicas: H : 1, C : 1 2r O : 16, 5 : 32) Pdem-se:a) a press total da mistura qasosa;b) sua composio porce.tul em massa;.) sua composio porcentual em volume;d) a massa molecular aparente da mistua.

a) clculo da presso total da misturaPv: ( tn) RT- Pv: ( \ + r : + , r ) r+

-

p 50 j J ora 1a .o,oaz roo - t t 0164; l64 34)

b) Clculo da composio por

88 (vunesp) Qual a prcsso, m atmoeas, execida poum mistura de 1,0 g de H,e 8,0 g de He contida em um

Iblo deaode 5,0 La 2/ .c7 Massas atmicas: H = 1,

IHe = 4. conitante ds ase( R o o82l am L

mo.Kl

(EEM-5P) Um recipiente de capacidade igla a 5,8 L emant ido a27"Cconlm 12,8 gdeoxignio,89 de hl ioe 14 g de nitrcgnio. (Massas atmicas: H = 1; N = l4;o=l6r. :0.082 ut t t cut . r t " ,

mol.Ka) a preso totl (P,) do sistemajb) a preso parcial (p) do gs que tem a maior f

(UFRN) Uma mistura gasosa, num rcipiente de l0 l-contm 28 g deni t rognio,10 g dedixidode caboro,309 de oxigno e 309 de monxido de carbono, a umatemperatura de 295 K. Ass nale a alterntiva que ape-senta o valor da pesso par.'a do niognio.a) 2,27 atmlr') 2,42 armc) 2,59 atd) 2,89 atme) 4,82 atm

a9

90

j

a

c

2!: \ :

Pt-760

91 O arforrnado, aprcximadamente, pr 78% de ni-trcgnio (N,),21y de oxiqnio (o:) e l%de rgofro(A) em volume. Pede-se calculara) a5 traes molaes dos componentes do ar;b) suas preses parciais, ao nve do mr, onde a

prc$o atmosrica (pessototaD 760 mmHg.

a) Clculo dar fraes em mols! = % em volumev 100%

@T;;IL'- l

@

A = 592,8 mmHg

7At00

Note que: tr = 0,78 + 021 +b) Clelo das presses par.is

:_L -

'100

0,01 = 1

% em volumeI00%

Capitulo l2 . EsuDo Dos casEs

94

307

tL= _L _760 loo

92

p1= 159,6mrnHg

. Para o arcio:p. I F ----:-,

_: : ; ; r p =/mmHg

P = tp: 592,8 + 159,6 + 7,6: 760 nm{g

(U MC-sP) A composlo em volume do ar atosfico d.78%de' r .ogenio.2loo de o: gnro e t%oeargonioA masa em qhma de arg.io (Ar : 40) em224lirrcs dear (CNPT) ser:a) 0,082b) 40c) 2,24d)1

(Enem-MEC) Aadapto dos integrantes da seleo bra-r ie i a deutebol al t i rudede La Pazfoimuito comenu-da em 1995, porocasio de um torneio, como pode se"Asleo brasileira embarca hoje pala La Pa, capitatdaBoivia, situada a 3.700 metros de altitlde, nde dispu-tar o tomeio interamica. A adaptao dever ocotrerm un p r .o dp l0 d

" . . "pro ' i rdddren F. O orgd' i \ -mo humano, em altitudes elevadas, necessita desetmpo para se adaptar, evitando-se, assim, isco de um co

(Adaplado da rev sla P/aca,: e! io lev 1 995 )

t

93

12n3t2AA2a adapto da equipe foi necessia principalmenteporque a tmoera de La Paa qlando comparada dascidades brasileilas, apresenta:a) mnor prcsso e meno concentfao de oxiqnro.b) maior preso e maiorq!antidade de oxignio.c) naior prcsso e maior cncenbao de gs cabn co.d) enor prerso e maiortempeEt!.e) naor presso e menor tempent! ra.(Fap-sP) Num recipiete fechado, de volume igu a 1 s Lest contida !ma mistura consttuda por 20% molar deCHa e 80% mar de czH, temperatura de 27 'C eprcsso de 1,64 atm. Calcuie as marsas dos componentes da mistura, bem como suas respe.tivas prcsses pa.ias (nasas atmicas: H : l; C : 12).

:;rilili6:lii:::95 (Faap-SP) Uma mistura gasosa formada por Co?. N e co o.upa um volume de lO L e ap,esenk seur Lor,po,e,E5

com as espectivas prcsses parcaisr0,20 atm,0,40 aim e 0,30 atm. calcule osvo umes parciais para os componentes da mlstura, bem como a composio da mesma em porcentagem moar.

A pesso totalda mistua igua a:P:P1+P2+h=O,2+0,4+0,3 3 P:0,9 atm

Dd reddo L, ; r aro.ovolumpdlhldoco.

, .= 2L.y:92.rc -

vr -

2,22LdeCO,

Pr analogia, tercmos:

:Pt .y: !4.61

a .- 0 l "^

'P0,9 vr : 3,33 L d CO

Quanto ao clculo dacomposio da mstura em porcentagem molar (atualmente pefeveldizer "porcentagem eim|.) , \okemo\dro'n- | . , : - + L v"mo'- . -ator- .q n.-q-e- . .o,q-" , 'tnPVt.PVentre s- Conseqentemente, chga se ao mesmo esultado calcu ando se as porcentagens em mols, sea po.4L ou ?!. ou lL.

Vamos ento cacula as por.entagens em moLs por neio das pesses parciais, que j so.onhecidas:

0,9 atm -

100% |

o,2atm -

x Ix : 22,2ak de CO,

0,9 atm -

100 9/o0,4 atnr y

6,9 216 -

199q" I0,3 atm t

z: 33,390 de CO

(FE!sP) Relativamente '100 g de trma mistura gasosa que contm 4'llo de O, e 36% de H: em massa, a 27 'C e 1 atm,

", ,ndleddl le- . rN",-"r . [va. .a. . romi,^.o t .u t , p 9.9s2 gI j IJ

I ro l r ' la) A mistura ocupa um volume de 72,35 L.b) A mstua apresenta composio molar lQqo O: e 90% H,.c) A marsa molecular mdia da mtua 14.d) A preso prcia do o, na mstur 0,64 atm.e) O nmero de mos da mistura 2,94.(Vunesp) sabendo se que o volume mola de um gs nas .ondies nomais de presso e temperatua (CNPT) igual a)) ,4 eq-e R o08/ !LI ,on"ror, . rpodp ioe.ul

9a (PUC Campinas-SP) A dispero dos gares 5O2, NO,, or, CO e outos

I:

99 (UFRJ) as iguas abaixo mostansubmetids. O balo A contm 4l(oxisnio mido).

dois bales iguais e asL de ox'gnio p!ro, e

po uentes 'jo a fca prcjudicada quando ocore a

Visla do R de Jafero, t

Consider que, numa dessas ocasies, a concenrrao do CO seja de 1O votumes em I .t 0i vtumes de ar (tO ppm = t0 patespo milho). Quantos mi de CO h em ' .l0r mr do ar?a) r00 b) r0,0 c) 1,00 d) 0,10 e) 0,0r0

!

j

condies de temperatura eo I contm uma mistu de

pesso a que eles estoor ignio e vapor d 'gua

P =: l a im

a) Quanks molculas de oxignio existem no balo ?b) Qualds dois ba es o mais pesadoT juifiq !e sua rcspona.

a) Clculo da quantidade de mols de O, exsrente no bato,4:Pv: nqf

-

3.41 =n.0,082.300 + r=5moldeO,Clculo do nmer de irolculas de O, em.4:

I molde O, - .10'zr molculas

I5moldeo,- r Ix = 3 . I02a molculas de O,

b) O balo,4 mais pesado. De fto, os dois bales tm 4 p e liguais. peta tei de Avogaclo, etes encemm o mesmonmero de molcu as. No balo 4 todas as motcu as so de o, (com mass m;tar : 32 g). No bato 4 hmolcuias de Or e algrmas rolculas de H,O (masa motar

-

t8 g), que pesam menos que O, e poanto daroma$a inalmenorque a do ba o .

100 (|TA-5P) Dois bales de vidro,,4 e 4 de mesmovotume contm ar mido. Em ambos os bates a presso e a tempera-t! so as mesms, a nica diferena sendo que no bato,4 a !midade rtativa do ar de ZOEo enquanto no ba o Beta de apeias l0%. Em re ao ao conred destes do s bates erado airmar que:a) Os dois bales contm o nesmo nmer d molcutas.b) Os dos balet contm a mesma quaitidade de gs, expe$a m mol.c) No balo I h maio ma$a de nirrognio.d) No balo,4 h maior massa total de gs.e) A quantidade (mol) e a massa (sma)de vaporde q!a so rnaiores no bat .

309Captulo 12 6 EsuDo Dos casEs

rol (UFPI) Sabemos qle o gs etileno-C:H| emltido pelasprprias futas respnsvel po seu amadu recimento.Assinale a rcsposia que expiica por que uma penca debananas amadurece mais pido quando "abafada" (fechada em um saco plico), do q!e em !ma uteia:) meno 9au de umidade.b) maiof pressao pacial do gs etileno.c) menor temperat! ambiente.d) ausncia de luz.e) menor con.entrao do gs etleno.

102 Mistundo se4 g de hidrognio (H,) e 16 g de oxig-nio (O, nunr recipiente de 82 L mantido a 27 'C, per-a) Qlas as aes molares dos H-l ;O=' b) Quais slas prsses parciais?c) Qua a pre$o ttal da rnistua?

lO3 (Mackenzie 5P) No int or de um cilindro de mboorvele de lna(sa de)pre/trdos 2,0 g de hlio e 0,25 molde hidrcgnio qasosos. Sea temperatuE de l2ToCea capacdade do ci indro del0 l- a presso que deve ser aplicada ao mbolo pa6queee permanea em eqLrilib o etico sea) 2,46 atmc) igual pesso atmo ca nomld) L520,00 mmHge) L246,40 mmHg(FEl 5P) Ai duas qustes a segur esto relaconadascom o seguinte en u nciado: um recipente fechado contnr 1,2.Io'?i molc!ls de dixdo de caono (COr,0.6 rolde o. iqn o (O.) e .gd rrognio.dpe+so de /50 mmH9.

04 A d$d mol(- lc, dpare. te dd mi\ .urd gd\o\d e:a) 34,67 c) 61,6 e) 10,8b) s2 d) 58,6

'05 A pesso parcil de O, na mist!ra gasosa, em milmetrcs de mercio, :

e) 450

106 (UCB DF) Uma amostra de ar foi co etada no interiordo tne Rebouas, Rio de Janeiro, para verificao donvelde poluio do seu nterior Ovl!me do clindoddr(o. lddo"d iq-d d0. n ed r"mpk urd

-e-dia obseruada io inter iofdotne foide 27 "C. Aanl i -se da amoa de a indicou que na amostra coletadahavia 1 mol de NO,; 2 mols de SO: e 2 moh de CO.(Dados: N = 14; o = 16, C = 12 e 5 : 32.)Analise as afirmarivas sequintes, assinalafdo(V) paa asverdadeiras e (F) paa as rahas.0. ( ) O nmerototalde moculas na mistura gasora

coletada iguala 5.1. ( ) Supondo que os gases s ideais

lq - u uv 3lI-! . pode \ dr rmd, qu d\ mol r ,rpesso tota dentro do cilindro nas condesespeciicadas era iguala 12,3 tm.

2. ( ) Apecentagen en masa do gs NOz na mistu,raguala20%.

a) 525b) 225

.) 75d) 250

3t0 Qumica Ceral

3. ( ) o volume de ar amostrado, 0,1 nr a 27 .c,coesponde a 0,1s L na rernperatura de 450 K.

4. ( ) Gs ideal aquele que no apresenta desviosda equao de estado, ou seja, segue a eq!a-o PV: nRT.

r07 (UFC-CE) O monxido de carbono um dos poluentesdo ar presente especalmente em zona uana. A pesso do onxido de carbo.o de 0,004 atm, no a, resulta em mote, em pouco tempo. Um cao ligado,porm parado/ pode produzi, entre olhos gares,0,60 mol de monxido de caon por minuto. se umagragem a 27 oC ten volumede4, l .10' l -m quantotempo, na garagen iechada, atinge{e a concentraoletal de co?obtrvooiConsdee que a preso, na qagem/ permanececonstante e que n h monxido de carbonopresente, inicialmente

lconstunt" oor "u'.'

:\ - mo.K . /

104 (FMM-MC) O limite supe or recomendado de am-nia em u ambiente de trabalho de 50 ppm envo ri-me. cnsid-rF o-e ur de.rnr-cdo r-drviduo , )p.dcerca de 39 kg de ar por dia e que o mesmo tbalhanuma brica que respeita o limite superior rccomen-dado de amnia. AqLrantidade mxima de 9s amniaque aq ueie indivduo poder inala, aps un dia de oitohoras de trabalho, ser, em mllDados; ppm = paftes por milho

densidade do ar -

1,3 g/La) 5.000 c) s0 e) 0,5b) 500 d) 5

r09 (UFPE) Em um recipiente fechado de volume conant, contndo0,5 moldeCO:e0,2 molde NO,, adic io-naie N: at cmpltr 0,3 mol. ldentifique, dentre osgrfcos abaixo, o que me!hor representa o queaconte-ce com as prcsses total e parciah no interir do reci-plente durante a ado do nitrognio.a) l d)

t

q

i

t:1l DENSTDADES Dos cAsEs

A dieren(a de den\ idade enlre os gase\ lem vrias dpl ic(oes em nosso (ol idiano.

v

!

0B

No estudo das densidades dos gases h duas definies importantes a considerar: densidadeabsoluta e densidade relativa. Vamos estudJas.

15.'l . Densidade absoluta

Densidade absoluta ou massa espedfi

. no entanto, podemos calcular a densidade absoluta, em qualque presso e temperatura, como auxl io da equao de Clapeyron. De fato:

M^- M PM PMMVRTRT

Note, nessa lt ima ffmula, que a densidade absoluta de um gs diminui com o aumento detemperatura. Dentre as aplicaes mais antigas desse fato, destacamos os bales das estas juninas e osbales de ar quente usados em competes esportivas.

15.2. Densidade relativa

Densidade rclativa do gs 1 em relao ao gs 2 o quodente entre as denijdadesabsolutas de 1 e de 2, ambas sendo medidas nas mesmas cond ies de presso e tempeatua.

Matematicamente: , r: +

Com respeito densidade relativa devemos notar que:. ela apenas um nmero puro (no tem unidade) e indica quantas vezes um gas e mais (ou i.

meno\) denso que oulro; i. sendo apenas um nmero, a densidade relativa no depende das variaes de presso e tempe-

ratura (evidentemente, desde que os dois gases permaneam sempre nas mesmas condies jde presso e temperatura, como exige a prpria definio); !

. podemos part icularizar a definio acima, da seguinte maneira: , , , . :

.. :4: ! 'd /n.E

v,:

quando V' : Y2, teremos: , . :3 - c

. e podemos particuarizar ainda mais, se considerarmos a massa molar e o volume moar dos gases: M1

^d,N-MdM,or - l- ,MM,dMh^

Essas frmulas so importantes porque mostmm que as densidades dos gases so proporcionaiss suas massas molares (ou massas moleculares). Desse modo, quando verificamos que um gs , porexemplo, cinco vezes mais denso que outro, j podemos concluir que cada molcula do primero gspesa cinco vezes mais do que cda molcula do segundo. lsso facilita a determinao das massasmoleculares no laboratrio.

Duas aplicaes muito importantes dessa lt ima rmula so obtidas considerando-se a densidadede um gs em relao ao hidrognio e em relao ao ar, como fazemos a seguir:

. considerando o gs de referncia 2 como sendo o hidrognio (H,), temos M,: 2 g; portanto:.M -

-

ou, abeviddamenre: . : ' ou M - 2 , / '2 '

(essa lt ima expresso nos diz que a massa molecular de um gs o dobro de sua densidadeem relao ao hidrognio)i

312 Qumica Ceral

considerando agora o gs de referncia 2 como sendo o ar, temos M2 -

28,9 (o ar uma misturacontendo principalmente ntrognio, de MN, = 28, e oxignio, de Mo.

-

32; por esse motivo o artem uma "massa molecular" que a mdia ponderada entre 28 e 32); teremos ento:

,, : ,fi ou, abreviadamenLe: ",

: OU M = 2a,9 ",28,9

(essa lt ima expresso nos diz que a massa molecular de um gs 28,9 vezes sua densidadeem relaco ao ar)-

t

q

j

a

a

r No

l lo Qual a densidde absoluta do or ignio (o,) a00 mmHg e 127 "C? (Mass tmica: O = 16)

,= # - F:;t;;ttI 1 1 (Uece) o gs 50, poluente atmorico, um dor res-

ponsveis pela fomao da chuva cida. A sua densidade, em g/L a 0,90 atm e20'C, aproximadamente:a) 2,4 b) 1,0 c) 4,0 d) 5,0

Il2 (UFRN) A densidade de r.rm gs 1,9 q/l- medida nasCNPI A massa molecular de$e 9s :a) 43,88b) 47,49

.) 49,92 e) 53,22d) 51,32

113 (Fuve-SP) Nas condies normais de temperatura epresso, a massa de 22,4 L do gs & (x : smbolo doelemento quinico) iguala 28,0 g.a) Calcule densidade dese gs, ne$as condies.b) Qua a massa atmca do emento x? Erpiquecom

'114 (FE|-SP) A densidade absoluta do gs slld co (H:S)aumentr quando:a) a preso diminuirb) a temperatura diminuirc) a tmperat!ra a!mentard) a varlao de presso no aetar a densidade abso uta.e) a concentro do H,5 aumentar

'115 (UFMC) Um balo de boracha, como os usados emfstar de anivenrio, oi conectado a um tlbo de en-saio/ que oisubmetdo a aquecimento. Obse ou se,ento, que o bao aumentou de volume.Considendo{e esas infrmaes, (orreto afirmarque o aquecimentola) diminuia densldade do gs presente no tubo.b) tanere tdo qs do tubo para o ba o.c) aumenta o tamanho das moculas de qs.d) aumenta a massa das molculas de gs.

116 Qual a densidade do anidddo sulfuoso (so,) emrelao ao ar e em re ao ao hidrogno? (Masasatnr icas:O:16;5:32)

Inicialmen!e clculams a marsa mleculardo SO, etemos M : 64. A segui, aplicamos as fmu as daspqinas 312'113."M"64F---- : ; lq. :

28,9 - or : 29 14,= z,z l

"M64r: : : l*:7=*. :7=1", , : l . l

E cil notar pelo primeiro clcu o que todos os gsscom masa molecularmaiorque 2a,9 so misden-so5 que o ar 9 em conseqncia, ele! tendem a dncerquando so soltos ao ar livre; o contrrjo acontece para os gass de masa molecular menor que 28,9.

314 Qumica Ceral

117 (UnB-DF) Paque um balo suba, preciso que a densidade do gs dento do balo seja menorque a densldade do ar Consultando os dados da tabela abaixo,pod- ,p dtr ldr q-e, .m terperdrurd e predo.o melhor gs para ersem :

Massa moii::G1moD4 373

2Q 3732 373

o, 32 373t

a) H, b) He c) Ne d) o,lra (FEl-sP) As guas poludas do ri Ti iberam, ente

ou.ro\ polue rrF\ . o 9d. \u l ldn (H \) . Un oo.rdo-es problemas causados pore$e gs o ataq!e corcsivo aos fios de cobre das inna aes eticas existentes junro a esse rio.O gssufdico mais denso do que o ar e, assm, con-cenba se mais prximo ao solo.Consideando a masa mlarmdiado ar iguala 26,9, adensidade do HzS em rea ao ar, nas mesmas condi-es de temperatura e preso, ser aprximadamenie:a) 0,9b) 1,2c) 2,4

d) 4,8e) s,o

E

E

ort

'119 Nas mesmas condies de presso e temperatura pesmak I Lde oxignio seco ou I L de oxignio mido?luninque. (Massas atmicas: H : l; O : l) J

Um litro de o(ignio sco pesa mais, ou sei, lsso pode sef justficado pela ei de Avogadro. oefato, m 1 L de qualque gs, medido nas mesmascondies de prcsso e temperatura, eristem rem-pre o mesmo nmero total (r) de molculas. Ncaso do oxignio seco, todasas mlculas sero O?,cle massa molecula 32; no caso do oxignio mido,algumas molcu as sero de gua, que pes mnosi8. d m nuhdo. ertao. o peso do cor,unto.

Ceneralizando o problema anterior, voc poderpercebero seguint: sendo 18 a massa molecular dagua e chamando de M a masa mlecular de umqas qualquer, teremos:. quando M< 18, o gs mido maisdeso que o

. qundo M= 16, a densidadedogs noseal teracom a umidade;

. quando M > 18, o gs mido menos denso q!

120 Considerando os gases hidrognio, nitrognio, hlio,xennio, cloro, metanoe argnio, quais os quetm sladensidade aumentda com a presena de !midade, emcndies invariveis de presso e temperatura?

EXERCiCIOS COMPLEMENTARES

?

-*

I

121 (UCsa -BA) Sob prcss de 750 mmHg e terjpera.u

ra de 25 "C, o volume de I mot de gs 24,8 L.Ness\ i ondie(, qualdos gd\e dbdi :otFTrdror

b) o,d) c-r,E) N

122 (UFC-CE)Ao deseiar identicar o contedo de um citin-drccontendo um gs monoatmico puro, um enudan-te de Q!mica co eto! uma amostra desse gs e deteminou sua densidade, d= 5,38S/L narseguiftescondiesde tempetua e preso: l5 "C e o,9z atm. Com basenesss intomaes e aslmindo o modeto do gs ideat:

fDudo :o082 4!L: l \ mot k. /a) calcular a ma$a molardo gs,b) ideniicar o gs.

r23 (Unicamp 5P) Um balo mereorotgico de co e5.urd,no instante de seu lanamenro, contm 100 mors degs hlo (He). Apsascendera uma attitudede t5 km,a pre$o do gs se redztu a 100 mmHg e a tempera,tura, devdo irrdiao soar, aumentou paa 77 "C(connante ds gases ideas: 4 : 62 lllgJ! ; ,*ssa

- mol. Kmolar do He = 4 g . mol ). Catcute, nessas cofdies:a) o volume do balo mereoogi.o;b) a densidade do He em seu iterior

124 (UFU MC)A ma$a molecutardo co 28. A densidadede u qa\ puro Fm rldco do CO e I ,25. togo9,01 I0 ' mol.utd\ oo gasde\on.qrdo pc\dm.a) 11,5 gb) 35,0 gc) s2,5 gd) 23,3Ie) 42,o g

r25 (Fuvest-sP)Ao nveldo mare a 25.C:-

volume mlar de gs = 25 L/mol-

densidade do ar atmosfico = t,2 g/L

Captulo l2 . EsuDo Dos cAsEs 3t5

As bexigas.4 e I podem conter, respectivamenrela) argnio e dixido de caonob) dixido de carbono e amniac) amnia e metanod) netano e amn ae) mera'o e argnio

126 (Fwest-SP) Deseja se prepanrerecotherosqases metano,amnia e clro. Asguras t, tie titmonram dispositivosd recolhimento de qases ern tubos de ensaio.

Il i

oCs--

t ,@

Considerando os dados da tabeta abaixo,

t

c.

"- l lU

Massa molar (s/mol)16

17

71

29 (valor mdio)

escolha, dentre os dispositivos apesentados, os maisdFquddo. pd d r" lo lher nd. cond\o"\ dmb enrp,netano, amnia e cloro. Esses dispositivos so, rcspec

a) l l , Ie J.b) l l , le l l .c) l l , l l le l .d) l i , le l l l .e) i l l , l l le l .

DIFUSO E EFUsO DOs GASESVimos no estudo da teoria cintca dos gases (pgina 286)

que as partculas gasosas esto em movimento contnuo e mLli_to rpido. Esse movimento faz com que dois ou mais gases semisturem rapidamente, dando semPre origem a uma mistu-ra homognea.

Esse fato pode ser constatado dispondo-se de dois bales devido, l igados entre si por uma comunicao provida de uma vl-vula; colocamos num dos bales um gs ou vapor colorido (NOr,vapor de bromo etc.) e deixamos no outro balo simplesmente oar (mistura incolor de N, e Or). Abrindo se a vlvula, podemosver o gs colorido "caminhando" atravs do ar e se misturandocom ele; esse movimento espontneo de um gs atravs de outro chamado de difuso gasosa.

Sent imosochero de !m pe lme porqueaqlmas de suas no .! as escapam doasco e se espaLham (d rlndem se)pc o at

t

"..,"-t " ,,:""..u\,

. i?,

, ' ' @i'-,.: i l '" , , , i

Em 1829, o cientista Thomas Craham, estudando o "vazamento" dos gases atravs de pequenosorifcios (ou de paredes porosas) - fenmeno denominado euso de gases, que um caso parlicularda difuso gasosa , enunciou:

Em condies dnticas, as velocdades de efuso de dos gases so nversamente pro-oorcionais s razes quadadas de suas densidades absolutas.

Matematcamente:

e:

1

ora, lembrando que d: ff tOaOina;12t e substtuindo 4 e 4 na frmula anteror, chegaremos a:

Nessas frmulas, a velocidade de efuso dos gases medda emunidades de "volume qLre escapa por unidade de tempo"; em geral, ela exoressa em litros Dor minuto.

Esta ltima frmula matemtca nos mostra que os gases que sedifundem mais rapidamente so os de menor massa molecular (ou seja,os de menor densidade). Um exemplo interessante desse fato o queocorre com os bales vendidos em parques: eles so nflados com gshidrognio, e como esse gs "escapa" faci lmentepeos poros da borfacha, os bales acabam mur-chando, aps algumas horas.

Uma aplicao mpoftante do fenmeno daefuso no enrquecimento do urno, em que seseparam os dois stopos ("'U e "tu) usando-seseus compostos gasosos (':rsuF e '133uF).

316

Qumico escocs, nceu em GlaigW emI805, e faeceu e Londres, em 1869. Estu-dou a diuso de ga!s e lquidos. Dscobruo prin.pio da dilise, que at hoje ipotante no tatamento de pacientes con dfi-

E

M2

Quimica Ceal

HNO

2" Providencle um tubo devidro !ong, de dmeo no muito grande. Numa das extremidades, coloq!um ch!maode algodo embebido em cido clordr.o concentrado (que bera o gt HC!), .a oltla ertlemidad, .ooqueoutro chuma de a god embebido em hidrx do de anlo concnado (que libera o gs NHJ:

t( : t]*

os d gases.aminham pelo tubo e se encont.am, prodlzindo um "anl esbanq!iado" deNHrCI (NHr + HCt) + NH4CI). isso prcva a dilso dot gases atravs do ar contido no tubo. Medindo a5dist.cias 5r e ir, q ue so prcporcio.ais s velocidads t e v, dos dois gases, podemos comprovar a ie de Crha m.

No cheirc nem expenenre substncias dr.onh.idas.Cuidado

Exerc.lo reiolvido

130 Um qs est a 27'C. Aquetemperatu a veo. ida-de mda de suas molc!las i dupllcar?

lL 11,, \v. \ r , - 2

=I, :1.200K=

Err

A destruio da camada de oznio aumentou ainda mais cor o uso do! compostos denominados"clorofluocarbonetos" ou "cloro uorcarbonados", conhecidos pela sigla CtC, Iiada dos nomes anterio-es. Os prirneiros e mais impodantes so o CCi?Fr, chamado de freon-l2 (os nmeros 1 e 2 indican osnmeros de tomos de carbono e de flor, respectivamente) e o CCtrF, chamado de freon-11 (isto , umcarbono e um flor). primeira vista, esses compostos so maavilhosos, pois no so inflamveis, nemtxicot, nem corrosivos, nem explosivos se prestam muito bem como gases de refrigerao no funcio-namento das geladeiras/ freeze6, aparelhos de arcondicionado etc., em substituio ao NH,, que nuito

: txico. Com o passa do tempo, descobriu-se que os reons erarn tambm muito teis como popetentes:

, de aerossis, em rpfoyi de pefumes, desodorntes, tintas etc. (dcada de I960); na fabficao de espumas de plstico (dcada de 1960)i na limpeza dos microcrcuitos de computador (dcada de 1970) erc.

: Con isso. o consumo de freons fo aumentando.A si tuao tonou se alamante quando/ em outubro de I984, um grupo de cient istas ingteses, t aba

hando no Plo Su, descobriu a perda de aproximadarnente 40qo da camada de oznio sobe a Anttida.De l pafa c, esse fato vem se agravandoj hoje se calcula que esse "furo" j cobf cerca de 2-q mithes denetros quadrados sobre a Antrtida, o que equivale a dizer que j atinge as pades mais meridionais daArnrica do sul e da Austrlia.

E pof qu a prcocupao com o "furo" na camada de oznio aumentou tanto nos ltimos anos?Porque certo que uma reduo de 1olo na camada de oznio corresponde a um aumento de 2olo da

' , radiao ultravioleta que chega superfcie da Terra, o qlre traf grandes problemas, como: aumento donmero de casos de cncer de pele, especialmente nas pessoas de pele clara (e ainda mais se expostas ao

: sol de vero); aumento do nmero de casos de catarata e ceguelra, incl ls ive em animais; queima de:r vegetals (eucaliptos secam, cactos mufcham etc.); alteraes no p ncton existente na gua do mar, corn: enormes reflexos en toda a cadeia a imentar maftma.

Atualmente, a tendnci mundial de proibir (ou rcduzir) o uso de compostos clorofluocarbonados econtro ar as emisses dos escapamentos de autornvs, caminhes etc.q

j

.:magem d set le coorzada anfioia menle mostrandoo buraco na.mda de ozn o sobe a Artrl oa keqroem azllesclr) Dads btdos peloOMS lotalOzane l,lappg Spe.trcnetef m I l/09/2001

At!mefte os aerss s no con corpostos

! i!+-

E, agora, o reverso da medalhaO oznio que, como acabamos de ver, nosso aliado na estratosfera, rorna se urn inimigo pfigoso no

ar que respiarnos/ prximo supercie da erra.No ar ambiente, o oznio um poluenie que j apresenta r iscos ern quant idades to baixas quanto

0,12ppnr(ppm:partespofmi lho,oquesigni f icaexis i i r0, l2 l l t rodeOremlmi lhodel i t rosdear) .Ooznio provocar irritao nos olhos; problemas pulrnonares, como edema e hemorragias, chegando a serfatal em doses altas; cooso da borrachat quelma das olhas e dos rutos dos vegerais, sendo o tomate eo tabaco os mas sen!veis.

Captulo l2 + Esuoo Dos casEs

O BICHOS

319

136 Que pte da radiao sola boqueada pea camada de oznio?137 Quak s os p ncipais tipos de compoos que contibuem para a deruio da camada de oznio?r3a Na atmoera o znio um aliado ou !m nimigo?r39 (PUC SP)Ap.sena de oznio natropera (baixa atmosfera) aitamente indesejvel, e seu limit permitido pr ei de

160 micogramas por m' de ar No da 30/07/9s, na cidade de so Paulo, foiregisado um ndice de 760 micrcgramas deO, por mr de ar Assinale a altematva que indica quanros moh de Or, por mr de ar oam econtrados acima do timttepermitido por ei, no dia considerado (Dado: I micrcgma : l0 6 g).a) 1,25 10 ' molb) 1,25 10 : mol

c) 1,87.I0 ' mold) 1,87.I0

'? o l

(Vunesp) Durante o transpote de etano (c,HJ qasosoem un caminho tanque com capa.idade de 12,3 mr, temperatura de 23 oc, houve um acidente e vefcou-se uma queda de prcssao de 0,6 atm. Admitiido se atemperatura constanle, .alcular a massa doetanoperdi-

da no ambientelma$as atmicas: C : 12,0; H : 1,0,

O lo.0:conrtdnte oo\ od!e- f i OO82l dlr 'L

. . . r .1(UFRJ) No grico a seguir esto rcprcsentadas duasisotemas (leide Boyl-Marlotte) de 1 molde qs idea .Uad rd rppekrurd dp 0 C d o-rk nd mp'dl- ,a

e) 2,s0. 10 ) mo

a) Qual o valor da pesso P indicada no grfico, ematmoeras? justifique sla resposta.

b) Determine o va or da tempertura T(em kelvins).

144 (Vunesp) Uma mistura de 4,00 g de H: gasoso comund quanl iddd dpvonher.dd de Lle gd.o,o mantida nas condies normais de presso e tempe-rat ! ra. Se uma ma$a de 10,0 g de H, gasosofor adi-cionada mistura/ mantendo se ascondesde pressno e temperat!ra constantes, o volume dob. Calcule a ma$a em gramas de He gasos present namLstura lmassas atmicas: H : l : He : 4: conante

rnr 54 ool cd \ O O82l n r j volrre o, u-pado pr I noldegs nascondies normaisdepres

soetemeratur=2241)

145 (UFBA) Um mergllhador uu iza um cilindo de 15 L,provido de vlvula reguladon/ que contm uma mistu-a gasosa de co