Físico-Química ⇒ (EBMSP - 2017.1) - Gases Tópico resolvido

[danimedrado]

A análise de uma amostra do ar atmosférico, de uma localidade, armazenado em um recipiente fechado com capacidade para 5,0 L, a pressão de 2,0 atm e temperatura de 27ºC, isenta de poluentes, revela a presença de 78,00% de nitrogênio, N₂(g), 21,00% de oxigênio, O₂(g), e 0,04% de dióxido de carbono, CO₂(g), em volume, além de vapor de água e argônio.
Com base nessas informações e admitindo que os gases se comportem como ideais, é correto afirmar:
A) A quantidade total de matéria contida na mistura gasosa analisada é de 4,5 mol aproximadamente.
B) A pressão exercida pelo oxigênio, gás essencial para o processo respiratório, na amostra analisada, é de 1,6 atm.
C) O resfriamento do ar atmosférico contribui para a dispersão de partículas e gases poluentes no ambiente.
D) O uso do gás natural, constituído por metano, como combustível evita a emissão do monóxido de carbono, um gás poluente.
E) O número de moléculas de dióxido de carbono no recipiente fechado é de, aproximadamente, 1,0.10²⁰ moléculas.

[Brunoranery]

Boa noite danimedrado!

Então,
A) Errada, vamos ao cálculo:
PV = nRT
2 x 5 = n x 0,082 x 300 (Temperatura em Kelvin: 27 + 273)
10 = 24,6n
n = 0,4 mols.

B) Errado, a pressão parcial do oxigênio não vai ser tão alta assim.

C) Errado, pois se você resfria o ar diminui o número de colisões entre as moléculas, nesse caso, você vai diminuir a capacidade de dispersão (expansão gasosa) já que a temperatura é proporcional ao volume (quando não se trata de uma transformação adiabática).

D) Errado, se você fizer uma combustão incompleta vai formar o monóxido de carbono, ou, a depender das condições, carbono fuliginoso.

E) Certa, olhe só:
PV = nRT
2 x 0,002 = n x 0,082 x 300 (OBS: os 0,002 foram da porcentagem de carbono)
n = 0,004/24,6 = 1,626x10⁻⁴
Agora só multiplicar pela constante de avogadro: 6,02x10²³
Fica: 1,626x10⁻⁴ x 6,02x10²³ = 9,7x10¹⁹ = 0,97x10²⁰ Que se aproxima de 1x10²⁰.

[danimedrado]

Bruno, você pode me explicar melhor por que a B está errada?

[Brunoranery]

Bruno, você pode me explicar melhor por que a B está errada?

A pressão parcial é diretamente proporcional ao número de mols. Como já calculei que há 0,4 mols, basta tirar a porcentagem e ver que não cola com o resultado.

pv = nrT
2 x 1,05 = n x 0,082 x 300
n = 0,085.

Para ver a porcentagem em relação ao total:
0,085/0,4 = 0,21 = 21%.

Como que algum gás com 21% da quantidade de matéria do meio vai exercer uma pressão parcial de 80%? lembrando que a soma da pressão de todos os gases tem que dar a pressão total, nesse caso, para achar a porcentagem eu dividi a pressão que eles disseram ter pela pressão total. Fiz de um jeito rápido, sem muitos cálculos, pois só de olhar já notei a incompatibilidade.
Atenciosamente.