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Físico-Química 10º ano

Ficha de trabalho nº5

“Gases e dispersões.”

Kimikando-na-Lixa.webnode.pt

1. Em 1811, Avogadro concluiu que volumes iguais de gases diferentes, medidos nas mesmas condições de pressão e

temperatura, contêm o mesmo número de partículas. Tendo em conta esta conclusão, seleciona a opção que completa

corretamente a frase seguinte: Em condições PTN …

(A) … uma mistura de 0,25 mol de O2 e 0,75 mol de N2 ocupa 22,4 dm3.

(B) … 1,0 mol de O2 ocupa um volume menor do que 1,0 mol de CO2.

(C) … a densidade de um gás é tanto maior quanto menor for a sua massa molar.

(D) … massas iguais de N2 e de O2 ocupam o mesmo volume.

2. Calcula o volume ocupado por 10 g de monóxido de carbono (CO) nas CNPT (Vm = 22,4 dm3mol-1).

3. Calcula o número de moléculas de SO2 (g) que existem numa amostra de 50,0 cm3 desse gás, em CNPT. Apresenta todas

as etapas de resolução.

4. Considera o seguinte texto.

4.1. Com base no texto, indica quais os componentes da atmosfera terrestre mais abundantes e os que existem em menor

quantidade.

4.2. Considera uma amostra de ar atmosférico, constituído essencialmente por N2 e por O2, contido num balão de 5,0 dm3,

nas CNPT. Considera que o volume molar de um gás nas CNPT é 22,4 dm3mol-1.

4.2.1. Determina a quantidade de matéria que se encontra encerrada no balão.

4.2.2. Seleciona a expressão que permite calcular o nº de moléculas presentes, nas condições referidas.

4.2.3. Supõe que a mesma quantidade de gás é transferida para um balão de borracha e submetido a uma temperatura

de 25°C. Sabendo que, nestas condições, o volume molar de qualquer gás é 24,5 dm3mol-1, determina o volume

que a amostra de ar atmosférico passaria a ocupar.

5. Encheu-se um balão A com 2 litros de hélio. Como o cordel estava mal apertado, algum desse gás escapou-se do balão e,

uns dias depois, o volume que lá se encontrava era apenas 0,5 L (B), que correspondia a 0,025 mol de He. Qual deveria

ser a quantidade de hélio no balão, inicialmente cheio, supondo que a pressão e a temperatura, no momento das duas

medições, eram as mesmas?

6. Nas mesmas condições de pressão e temperatura, o volume ocupado por 4,00 g de He (g), é aproximadamente … volume

ocupado por 4,00 g de H2 (g).

(A) Igual ao (B) O dobro do (C) Metade do (D) O quádruplo do

7. Considera a densidade do amoníaco, à pressão de 0,989 atm e a 55°C, é 0,626 dm-3. Calcula o número de moléculas de

amoníaco que existem numa amostra de 500 cm3 desse gás, naquelas CPT. Apresenta todas as etapas de resolução.





8. Em condições normais de pressão e temperatura a substância nitrogénio, N2, é um gás. Seleciona a única alternativa que

contém a expressão que permite obter o valor da densidade do N2, nessas condições em gcm-3.

(A) 14,01

22,4

(B) 28,02

22,4𝑥103

(C) 28,02

22,4

(D) 14,01

22,4𝑥103

9. O gráfico seguinte representa o volume, V, de diferentes amostras de

nitrogénio, em função da quantidade de gás, n, existente nessas amostras, à

pressão de 752 mm Hg e à temperatura de 55 °C. Que significado físico tem

o declive da reta representada?

10. A tabela seguinte apresenta o volume ocupado por diferentes amostras de H2 (g), medidas nas mesmas CPT.

Massa (g) 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50

Volume (dm3) 1,16 2,35 3,33 4,64 5,85

10.1. Representa graficamente a variação do volume ocupado pelo gás em função da quantidade de matéria introduzida no

balão V = f (n). Começa por calcular a quantidade de matéria presente no balão em cada amostra.

10.2. Utilizando a calculadora gráfica obtém a equação da reta que melhor representa a relação linear entre o volume e a

quantidade de matéria.

10.3. Indica o significado físico do declive da reta do gráfico V = f (n).

10.4. Mantendo-se as mesmas condições de pressão e temperatura, determina o volume que 1 kg de H2 (g) ocuparia.

11. Os dois balões representados na figura possuem uma capacidade de 1,0 dm3. No balão 1 foi colocado

0,05 mol de um gás, à temperatura de 25°C, e o balão 2 estava inicialmente vazio.

11.1. Calcula o volume molar do gás contido no balão 1, nas condições a que foi submetido.

11.2. Sabe-se que a variação de massa do balão 1 como resultado da introdução do gás, foi de 1,61 g. Seleciona

a opção que poderia corresponder ao gás contido no balão.

(A) O2. (B) N2. (C) CO2. (D) H2O.

11.3. Num dado momento é aberta a torneira que existe no tubo que liga os dois balões e o gás que, inicialmente estava no

balão 1, passa a ocupar os 2 balões. Mantendo a temperatura constante, podemos afirmar que …

(A) A quantidade de matéria gasosa presente nos balões diminui.

(B) A quantidade de matéria presente no balão 1 continua a ser maior que a presente no balão 2.

(C) A massa volúmica do gás presente no balão 1 diminui para metade.

(D) O volume molar do gás mantém-se.

11.4. Seleciona os gráficos que podem traduzir a

variação de pressão nos balões 1 e 2,

respetivamente, desde o instante em que a

torneira do tubo que os liga é aberta.





12. Quantas vezes é que a massa volúmica do ozono, O3 (g), é maior do que a massa volúmica do oxigénio, O2 (g), nas mesmas

condições de pressão e temperatura.

13. Uma sonda atmosférica recolheu uma amostra de ar na troposfera que continha cerca de 2,52×1024 moléculas de

oxigénio. O volume PTN da amostra era de 448 dm3. Calcula a percentagem de oxigénio na referida amostra.

14. Uma lata de spray, mesmo vazia, ainda contém no seu interior 0,98 g de propano, C3H8, nas CNPT.

14.1. Calcula a quantidade de matéria de propano existente dentro da lata.

14.2. Calcula o volume da lata, com base no volume molar, nas CPTN.

14.3. Calcula a massa volúmica do propano em CPTN.

15. Considera várias amostras de O2 (g), contidas em recipientes fechados,

sob as mesmas CPT. Seleciona a única opção que apresenta um esboço do

gráfico que pode traduzir a relação entre a densidade das amostras de O2

(g) e o nº de moléculas desse gás existentes nessas amostras.

16. O nitrogénio é um elemento químico situado no grupo 15 e no 2º período da TP (Teste intermédio 2011).

16.1. Considera a configuração eletrónica do átomo de nitrogénio no estado fundamental. Quantos eletrões se encontram em

orbitais 2p.

(A) 2

(B) 3

(C) 4

(D) 7

16.2. Em certas condições de PT, 0,5 mol de N2 (g) ocupa o volume V1. Nas mesmas condições de PT, 0,5 mol de NO2 (g) ocupa

o volume …

(A) 2/3 V1 (B) V1 (C) 3/2 V1 (D) 2V1

16.3. Na molécula N2, os átomos de nitrogénio partilham entre si …

(A) Dois eletrões.

(B) Três eletrões.

(C) Quatro eletrões.

(D) Seis eletrões.

17. Um balão contém 4,48 dm3 de amoníaco, NH3 (g), nas CNPT. Seleciona a opção que permite calcular o nº de moléculas

de amoníaco que existem no balão (Exame nacional 2006).

18. O oxigénio (O2) é um dos componentes da atmosfera, vital para a vida dos seres vivos (Teste intermédio 2010).

18.1. Calcula o nº de átomos de oxigénio que existe numa amostra de 48 g de O2. Apresenta todas as etapas de resolução.

18.2. Seleciona a opção que completa corretamente a frase seguinte. “Nas mesmas CPT, o volume ocupado por 0,5 mol de O2

(g), é aproximadamente …”

(A) Um quarto do volume ocupado por 32 g desse mesmo gás.

(B) Um meio do volume ocupado por 32 g desse mesmo gás.

(C) O dobro do volume ocupado por 32 g desse mesmo gás.

(D) O quádruplo do volume ocupado por 32 g desse mesmo gás.





19. Considera uma amostra de 8,24 mol de CH4 (g) e uma amostra de 0,398 mol de CO (g), nas mesmas CPT. Quantas vezes

é que o volume ocupado pela amostra de metano é maior do que o volume ocupado pela amostra de monóxido de

carbono? Apresenta o resultado com três algarismos significativos (Exame nacional 2011).

20. Considera uma amostra de 10 cm3 de uma qualquer mistura de SO2 (g), O2 (g) e SO3 (g), nas CNPT. O número total de

moléculas da amostra é (2018, 1ª fase):

(A) 2,7x1023

(B) 2,7x1020

(C) 1,3x1027

(D) 1,3x1024

21. Quantas vezes é que a densidade do SO3 (g) é maior do que a densidade do SO2 (g), nas mesmas CPT? Apresenta o

resultado com três algarismos significativos (Exame nacional 2013).

22. O sulfureto de hidrogénio (H2S), é um gás incolor que tem um cheiro caraterístico a ovos podres. Considera uma amostra

de H2S (g) com o dobro do volume de uma amostra de metano, CH4 (g), nas mesmas CPT. Nessas condições, as amostras

contém (Exame nacional 2012):

(A) O mesmo nº de moléculas.

(B) A mesma quantidade de moléculas.

(C) O mesmo nº átomos de hidrogénio.

(D) A mesma quantidade de átomos.

23. Considera uma amostra de ar atmosférico, constituída por N2 e O2, com percentagens, em volume, de 78% e 21%,

respetivamente, contida num balão indeformável, de capacidade 5 dm3, nas CPTN.

23.1. Seleciona a expressão que permite calcular a quantidade de matéria de O2 presente no balão.

23.2. Calcula o nº de átomos de nitrogénio presentes no balão. Apresenta todas as etapas de resolução.

23.3. Determina a fração molar do N2 presente na amostra.

24. Azeite e vinagre, quando misturados, separam-se logo em duas camadas. Porém, adicionando-se gema de ovo e agitando-

se a mistura, obtém-se a maionese, que é uma dispersão de aspeto homogéneo. Neste caso a mistura passa a ser:

(A) Um gel.

(B) Uma emulsão.

(C) Um sol.

(D) Uma espuma.

25. Em relação às soluções, considera o seguinte conjunto de frases e classifica-as em verdadeiras e falsas.

(A) As partículas dispersas sofrem sedimentação por meio de ultracentrifugação.

(B) As partículas dispersas são separadas do dispersante por meio de filtros comuns.

(C) As partículas dispersas são visíveis ao ultramicroscópio.

(D) Constituem um sistema heterogéneo.

(E) As partículas dispersas são, em média, menores que 10 Å

(F) Experimentam o efeito Tyndall.

(G) São transparentes.





26. A nanotecnologia e as nanociências respeitam a um universo no qual a dimensão física é da ordem de 10-9 m. O emprego

de nanotecnologia tem trazido grandes avanços para a indústria

farmacêutica e cosmética. Contudo, as nanopartículas são de

conhecimento antigo, uma vez que nas dispersões coloidais elas

constituem a fase dispersa. Analisando as combinações I a V do quadro,

identifica:

26.1. As que podem constituir dispersões coloidais apenas.

26.2. Uma que só pode ser solução.

26.3. Uma que pode ser solução e dispersão coloidal.

27. A troposfera pode ser entendida como uma dispersão gasosa onde é possível encontrar soluções gasosas, coloides e

suspensões de matéria particulada. Estabelece a correta associação entre os elementos das colunas I e II.

Coluna I Coluna II

A. Atmosfera poluída com cinzas de dimensões até 1000 nm. I. Solução. B. Ar límpido numa manhã de sol. II. Coloide C. Cor alaranjada do pôr-do-sol. III. Suspensão

D. Neblina e poeiras de dimensões até 1000 nm.

E. Cinzas, fumo ou smog cujas partículas apresentam tamanhos superiores a 1 micrómetro.

28. A massa molar da sacarose é 342 gmol-1.

28.1. Calcula a massa de sacarose em 2,00 dm3 de solução de concentração 0,100 moldm-3.

28.2. Quantas moléculas de sacarose existem em 0,30 dm3 dessa solução?

29. O ácido sulfúrico, H2SO4, concentrado é um líquido incolor, muito corrosivo e oxidante, que apresenta uma grande

variedade de utilizações na indústria pelo seu importante papel na produção de trifosfato de sódio, componente dos

detergentes e de ácido fosfórico destinado à produção de fertilizantes fosfatados, entre outros. No armazém de reagentes

de um laboratório há frascos disponíveis deste ácido concentrado de densidade 1,80 g cm−3, contendo 90 %, em massa,

de H2SO4. Calcula a massa de ácido sulfúrico presente em 200 cm3 deste ácido concentrado.

30. A composição química dos componentes de alguns produtos alimentares surge expressa nos rótulos em percentagem,

em massa ou em volume. Considera as informações retiradas de rótulos de três produtos alimentares.

30.1. O que significa a informação “65% (m/m) de lípidos” que consta no rótulo da embalagem de margarina.

30.2. Seleciona a opção que contém a expressão que permite calcular a massa de lípidos, em gramas, presente numa

porção de margarina.

Disperso Dispersante

I Gás Gás

II Líquido Líquido

III Sólido Sólido

IV Gás Líquido

V Sólido Gás





30.3. O vinho tinto, se ingerido moderadamente por um adulto, traz benefícios ao organismo humano, através do seu

efeito antioxidante, atuando beneficamente sobre as paredes das artérias. Considera que uma pessoa ingere,

durante uma refeição, um copo de vinho de volume 120 mL.

30.3.1. Determina o volume de álcool etílico ingerido pela pessoa.

30.3.2. Sabendo que o álcool etílico possui uma massa volúmica, à temperatura ambiente, de 0,79 g/mL, determina

a massa de álcool etílico presente no copo.

30.3.3. Calcula a percentagem, em massa, do álcool etílico no vinho. Considera que a massa volúmica do vinho é

1,01 g/mL.

30.3.4. Sugere um procedimento experimental que permita determinar a massa volúmica do vinho.

31. O valor máximo admitido para a concentração de cádmio em águas de rega é 0,05 mg/L. Exprime esse valor em ppm.

Admite que a massa volúmica de águas de rega é 1,00 g/cm3.

32. O valor máximo recomendado de ião alumínio numa água para consumo humano é 1,85×10-6 molL-1. Para calcular esse

valor em mg.mL-1 usa-se a expressão:

33. A 14 de outubro de 2012, Felix Baumgartner (FB), um paraquedista austríaco, subiu num balão de hélio até à

estratosfera. A partir desse balão, FB realizou um salto até à superfície da Terra. Um balão, cheio com 0,750 mol de hélio

(He), tem um volume de 70,0 dm3, a uma determinada altitude. A essa altitude recolheu-se uma amostra de 1,0 dm3 de

ar, medido em condições de pressão e temperatura idênticas às existentes no interior do balão. A percentagem em

volume de nitrogénio, N2, na amostra de ar recolhida é 78%. Determina a massa de nitrogénio nessa amostra de ar.

Apresenta todas as etapas de resolução, explicitando todos os cálculos efetuados (2019, 1ª fase).

34. O ar seco é uma mistura gasosa constituída essencialmente por nitrogénio, N2 (g), e por oxigénio, O2 (g), na qual existem

ainda componentes minoritários como o árgon, Ar (g), e o dióxido de carbono, CO2 (g) (2017, 1ª fase).

34.1. Considera que o teor de CO2 (g) no ar seco é, aproximadamente, 0,05 % (m/m).

34.1.1. O teor de CO2 (g) no ar seco, em ppm, é, aproximadamente:

(A) 5x106 ppm

(B) 5x104 ppm

(C) 5x102 ppm

(D) 5 ppm

34.1.2. Qual das seguintes expressões permite calcular a quantidade de CO2 que existirá numa amostra de 1 kg de

ar seco?

(A) (0,05 𝑥 10

44,01) mol

(B) (0,05 𝑥 100

44,01) mol

(C) (0,05

100 𝑥 44,01) mol

(D) (0,05

10 𝑥 44,01) mol

34.2. Considera que em 100 g de ar seco existem 23,14 g de O2 (g) e que, nas CNPT, a massa volúmica do ar seco é 1,30

gdm-3. Determina a percentagem em volume de O2 (g) no ar seco. Apresenta todas as etapas de resolução.





35. Considera que em cada ciclo respiratório, o atleta inspira 0,50 dm3 de ar e expira o mesmo volume de ar, medidos em

condições em que o volume molar de um gás é 25 dm3 mol-1. Considera, ainda, que as percentagens em volume de

oxigénio, O2 (g), no ar inspirado e no ar expirado são 21% e 16%, respetivamente. Qual é a quantidade de O2 (g)

consumida num ciclo respiratório (2019, 2ªfase)?

(A) 1,0x10-3 mol

(B) 7,4x10-3 mol

(C) 3,2x10-3 mol

(D) 4,2x10-3 mol

36. Uma solução aquosa de cloreto de sódio (M = 58,44 gmol-1), contém 17% em massa de soluto. A massa volúmica de

solução é 1,124 gcm-3. Determina a concentração desta solução.

37. Que volume de água destilada e deve adicionar a 25 mL de uma solução aquosa 3,0 moldm-3 de HNO3 para preparar uma

solução de concentração 0,5 moldm-3?

38. Preparou-se uma solução adicionando 9,20 g de hidróxido de sódio a 500 cm3 de água destilada. Considera que o volume

da solução é igual ao volume de água e que ρágua = 1,0 g/cm3.

38.1. Calcula a concentração mássica da solução.

38.2. Determina a concentração molar da solução e expressa o resultado em notação científica com dois algarismos

significativos.

38.3. Determina o valor da fração molar do soluto.

39. A tabela seguinte apresenta a composição de uma amostra de ar. Qual das expressões seguintes permite calcular a fração

molar de O2 (g), nessa amostra (Exame nacional 2011)?

40. Um grupo de alunos teve que preparar, com rigor, 250,00 cm3 de solução de sulfato de cobre (II) penta-hidratado (M =

249,72 gmol-1), de concentração 3,00×10-2 moldm-3, por pesagem do soluto sólido. Calcula a massa de soluto que foi

necessário pesar para preparar a solução pretendida. Apresenta todas as etapas de resolução.

41. Pretende-se preparar 200 cm3 de uma solução de ácido nítrico, HNO3,de concentração 0,25 mol dm−3, a partir de uma

solução comercial cujo rótulo indica 70 % m/m e densidade 1,41 g cm−3 . Determina o volume da solução comercial

necessário à preparação da solução pretendida.

42. O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético que contém também vestígios de outros componentes. O grau de acidez

de um vinagre pode ser expresso pela massa de ácido acético, em gramas, dissolvido em 100 cm3 do vinagre. A

concentração de ácido acético num determinado vinagre comercial é 1 3, mol dm-3. Determina o grau de acidez desse

vinagre comercial. Apresenta todas as etapas de resolução (2018, 1ª fase).

43. Considera uma solução de ácido nítrico cuja concentração é 3,94 mol dm-3, contendo 22,0 %, em massa, de HNO3 (M =

63,02 g mol-1)( 2018, 2ª fase).

43.1. Calcula a massa volúmica da solução. Apresenta todas as etapas de resolução.

43.2. A partir daquela solução, preparou-se uma solução mais diluída, de concentração 7,88x10-3 moldm-3. Quantos iões

provenientes da ionização do ácido nítrico existirão, no total, em 250 cm3 da solução mais diluída?

(A) 1,90x1022

(B) 4,74x1021

(C) 1,19x1021

(D) 2,37x1021

Gás Quantidade (mol)

N2 0,174

O2 0,047

Outros gases 0,002





44. O sulfato de cobre (II) é um composto químico que pode existir sob algumas formas, que diferem no seu grau de

hidratação. Na sua forma penta-hidratada apresenta cor azul brilhante. Na preparação de 500 mL de uma solução aquosa

de sulfato de cobre (II) penta-hidratado (Mr=249,68), foram medidos 4,683 g de soluto e dissolvidos em água, conforme

a figura.

44.1. Determina a quantidade química de soluto utilizada.

44.2. Comprova, efetuando os cálculos que entenderes

necessários, que a concentração molar da solução

preparada é de 3,75 × 10 -2 mol/dm3.

44.3. Com o objetivo de preparar uma solução mais diluída,

foram retirados 250 mL do balão que continha a solução

concentrada. De seguida, transferiu-se este volume para

um balão de 500 mL e adicionou-se água destilada até perfazer o volume do balão.

44.3.1. Qual foi o volume de água destilada adicionada à solução concentrada na preparação da solução diluída.

44.3.2. Calcula a concentração da solução diluída.

44.3.3. Determina o fator de diluição associado à diluição em estudo.





Soluções:

1. A

2. 8,0 dm3

3. 1,34x1021 moléculas

4. Mais abundantes: N2 eO2; 0,22 mol; A ou D; 5,5 dm3.

5. 0,10 mol

6. C

7. 1,11x1022

8. B

9. O volume molar.

10. …; V = 23,34n – 0,04 (dm3); o volume molar para as CPT da atividade; 1,2x104 dm3

11. 20 dm3mol-1; A; C; balão 1 – I e balão 2 – II

12. ρ (O3) = 1,5 x ρ (O2)

13. 21%

14. 2,2x10-2 mol; 0,50 dm3; 1,97 gdm-3

15. C

16. B; B; D

17. A

18. 1,8x1024 átomos; B

19. VCH4 = 20,7 x V CO

20. B

21. ρ (SO3) = 1,25 x ρ (SO2)

22. C

23. D; 2,1x1023 átomos; 0,778

24. B

25. F; F; F, F; V; F; V

26. V; I; II

27. I - B; II - A e D; III – C e E

28. 68,4 g; 1,8x1022 moléculas.

29. 342 g

30. Em cada 100 g de margarina, 65 g são de lípidos; C; 16,8 mL; 13,3 g; 11,0%; …

31. 0,05 ppm

32. A

33. 0,23 g

34. C; A; 21,1%

35. A

36. 3,3 moldm-3

37. 125 mL

38. 18,4 gdm-3; 0,46 moldm-3; 8,2x10-3

39. B

40. 1,87 g

41. 3,19 cm3

42. 7,8°

43. 1,13 gcm-3; D

44. 1,876x10-2 mol; …; 250 cm3; 1,88x10-2 moldm-3; 2

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