LISTA DE EXERCÍCIOS – MISTURAS E DENSIDADES GASOSAS – Prof. Gabriel Sena Alves

1. Um balão meteorológico de cor escura, no instante de seu lançamento, contém 100 mols de gás hélio (He). Após ascender a uma altitude de 15 km, a pressão do gás reduziu 100 mmHg e a temperatura, devido à irradiação solar, aumentou para 77°C. P = 621 mmHg K-1 mol-1; Massa molar de He: 4 g mol-1. Calcule nestas condições:

a) o volume do balão meteorológico. b) a densidade do Hélio em seu interior.

2. Considere a mistura de 8g de CH4 e 45g de C2H6, contidos num recipiente de 30,0 litros a 300k. Determine as pressões parciais de cada gás e a pressão total da mistura.

3. Uma mistura de 88g de CO2 e 12g de H2 está contida num recipiente a 27°C e pressão de 820 mmHg. Qual é a fração molar do componente gasoso da mistura? (R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1; C12: O=16; H=1)

4. Um balão meteorológico, feito com material de nylon, foi levado a 27°C e 760 mmHg. Sabendo que o balão subir para uma altura de 1.000 m, a pressão se reduz a 684 mmHg e a temperatura se mantém nessa altitude?

5. Uma mistura gasosa exerce a pressão de 1,8 atm. Sabendo que a mistura é formada por 11g de gás carbônico (CO2) e 39g de etileno (C2H4), determine as pressões parciais dos componentes da mistura (O=16; H=1).

6. (UFRRJ) Em um recipiente fechado foram colocados 2 mols de N2(g), 4 mols de O2(g) e 4 mols de He(g) sem reagirem entre si. Sabendo que o volume total ocupado foi de 22,0 L e que a temperatura foi mantida a 0 °C, calcule:

a) a fração molar de cada componente. b) a pressão total exercida pela mistura.

7. Um gás, que estava inicialmente a uma pressão de 1 atm e temperatura de 273 K, sofre uma transformação de estado adquirindo uma pressão de 3 atm e temperatura de 546 K. Com relação à densidade inicial, a densidade final é:

a) 1,5 vezes maior. b) 3 vezes maior. c) 2 vezes maior. d) 1,5 vezes maior. e) 2 vezes maior.

8. Determinado gás exerce pressão de 623 mmHg à temperatura de 227°C. Sua densidade vale 1,5 g/L. O mol desse gás, em gramas, é: Dado: R = 62,3 mmHg.L.mol-1.K-1

a) 34 b) 75 c) 41 d) 116 e) 15

9. Calcule a densidade do gás nitrogênio, nas CNTP. Dado: N = 14.

10. A densidade absoluta do gás nitrogênio a 0°C e 1 atm, em g/L: (Dado: N=14)

a) 3,45 b) 2,45 c) 4,45 d) 2,75 e) 1,25

Question

LISTA DE EXERCÍCIOS – MISTURAS E DENSIDADES GASOSAS – Prof. Gabriel Sena Alves

1. Um balão meteorológico de cor escura, no instante de seu lançamento, contém 100 mols de gás hélio (He). Após ascender a uma altitude de 15 km, a pressão do gás reduziu 100 mmHg e a temperatura, devido à irradiação solar, aumentou para 77°C. P = 621 mmHg K-1 mol-1; Massa molar de He: 4 g mol-1. Calcule nestas condições:

a) o volume do balão meteorológico. b) a densidade do Hélio em seu interior.

2. Considere a mistura de 8g de CH4 e 45g de C2H6, contidos num recipiente de 30,0 litros a 300k. Determine as pressões parciais de cada gás e a pressão total da mistura.

3. Uma mistura de 88g de CO2 e 12g de H2 está contida num recipiente a 27°C e pressão de 820 mmHg. Qual é a fração molar do componente gasoso da mistura? (R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1; C12: O=16; H=1)

4. Um balão meteorológico, feito com material de nylon, foi levado a 27°C e 760 mmHg. Sabendo que o balão subir para uma altura de 1.000 m, a pressão se reduz a 684 mmHg e a temperatura se mantém nessa altitude?

5. Uma mistura gasosa exerce a pressão de 1,8 atm. Sabendo que a mistura é formada por 11g de gás carbônico (CO2) e 39g de etileno (C2H4), determine as pressões parciais dos componentes da mistura (O=16; H=1).

6. (UFRRJ) Em um recipiente fechado foram colocados 2 mols de N2(g), 4 mols de O2(g) e 4 mols de He(g) sem reagirem entre si. Sabendo que o volume total ocupado foi de 22,0 L e que a temperatura foi mantida a 0 °C, calcule:

a) a fração molar de cada componente. b) a pressão total exercida pela mistura.

7. Um gás, que estava inicialmente a uma pressão de 1 atm e temperatura de 273 K, sofre uma transformação de estado adquirindo uma pressão de 3 atm e temperatura de 546 K. Com relação à densidade inicial, a densidade final é:

a) 1,5 vezes maior. b) 3 vezes maior. c) 2 vezes maior. d) 1,5 vezes maior. e) 2 vezes maior.

8. Determinado gás exerce pressão de 623 mmHg à temperatura de 227°C. Sua densidade vale 1,5 g/L. O mol desse gás, em gramas, é: Dado: R = 62,3 mmHg.L.mol-1.K-1

a) 34 b) 75 c) 41 d) 116 e) 15

9. Calcule a densidade do gás nitrogênio, nas CNTP. Dado: N = 14.

10. A densidade absoluta do gás nitrogênio a 0°C e 1 atm, em g/L: (Dado: N=14)

a) 3,45 b) 2,45 c) 4,45 d) 2,75 e) 1,25

Accepted Answer

Claro! Vamos resolver os exercícios um a um.

### 1. Balão Meteorológico

**a) Calcular o volume do balão meteorológico**

Usando a equação dos gases ideais:

$$ PV = nRT $$

Dado:
- $ n = 100 $ mol
- $ P = 100 $ mmHg = $ \frac{100}{760} $ atm
- $ T = 77^\circ C = 350 $ K
- $ R = 0,082 $ L atm/mol K

Substituindo na equação:

$$ V = \frac{nRT}{P} = \frac{100 \times 0,082 \times 350}{\frac{100}{760}} $$

Calcule $ V $.

**b) Calcular a densidade do Hélio no interior**

Densidade ($ \rho $) é dada por:

$$ \rho = \frac{m}{V} $$

A massa ($ m $) é $ n \times M $, onde $ M = 4 $ g/mol.

$$ m = 100 \times 4 = 400 \text{ g} $$

Substitua $ V $ do item anterior para encontrar $ \rho $.

### 2. Mistura de Gases

Determine as pressões parciais usando a lei de Dalton:

$$ P_{\text{total}} = P_{\text{CH}_4} + P_{\text{C}_2\text{H}_6} $$

Use $ PV = nRT $ para cada gás para encontrar suas pressões parciais e depois some.

### 3. Mistura de CO₂ e H₂

Calcule a pressão parcial do H₂ usando a fração molar e a pressão total.

### 4. Balão Meteorológico em Altitude

Calcule o novo volume usando a equação dos gases ideais e os novos valores de pressão e temperatura.

### 5. Mistura Gasosa

Use a equação dos gases ideais para determinar as pressões parciais e depois some para obter a pressão total.

### 6. Fração Molar e Pressão Total

**a) Fração molar:**

$$ \text{Fração molar do N}_2 = \frac{2}{2+4+4} $$
$$ \text{Fração molar do O}_2 = \frac{4}{2+4+4} $$
$$ \text{Fração molar do H}_2 = \frac{4}{2+4+4} $$

**b) Pressão total:**

Use a equação dos gases ideais para calcular a pressão total.

### 7. Transformação de Estado

Use a relação entre pressão, volume e temperatura para calcular a nova densidade.

### 8. Determinação da Massa do Gás

Rearranje a equação da densidade para encontrar a massa molar, depois calcule a massa.

### 9. Densidade do Gás Nitrogênio

Use a equação:

$$ \rho = \frac{PM}{RT} $$

Nas CNTP, $ P = 1 $ atm, $ T = 273 $ K.

### 10. Densidade Absoluta do Gás Nitrogênio

Use a mesma fórmula do exercício 9 com os novos valores.

Se precisar de cálculos específicos ou mais detalhes sobre algum exercício, me avise!

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