Atividade laboratorial
2.2 Gases e dispersões
2.2.1 Lei de Avogadro, volume molar e massa volúmica
2008 I. Muitos dos sistemas de aquecimento utilizados, tanto a nível industrial, como
doméstico, recorrem às reações de combustão dos alcanos, uma vez que estas reações são fortemente exotérmicas.
O metano, CH4, o etano, C2H6, o propano, C3H8, e o butano, C4H10, são gases nas
condições normais de pressão e temperatura (PTN).
Nessas condições, a densidade de um desses gases é aproximadamente 1,343 g dm–3. Selecione a alternativa que refere o gás que apresenta esse valor de
densidade.
(A) Metano, CH4
(B) Etano, C2H6
(C) Propano, C3H8
2008 I. Em 1811, Avogadro concluiu que volumes iguais de gases diferentes, medidos nas
mesmas condições de pressão e de temperatura, contêm o mesmo número de partículas.
A partir deste princípio, tornou-se possível calcular o volume molar, Vm, de um gás
e, também, a sua densidade, em quaisquer condições de pressão e temperatura.
a) Calcule a densidade do dióxido de carbono (CO2), em condições normais de
pressão e temperatura (condições PTN). Apresente todas as etapas de resolução.
b) Tendo em conta a conclusão de Avogadro, selecione 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.
2008 1F. O dióxido de enxofre, SO2, conhecido por ser um gás poluente, tem uma faceta
mais simpática e, certamente, menos conhecida: é usado na indústria alimentar, sob a designação de E220, como conservante de frutos e de vegetais, uma vez que preserva a cor natural destes.
O dióxido de enxofre, SO2, e o oxigénio, O2, são duas substâncias com
propriedades químicas diferentes, sendo ambas gasosas nas condições ambientais de pressão e temperatura.
a) O gráfico seguinte traduz o modo como varia o volume, V, de uma amostra
de um gás ideal com a quantidade de substância, n, a pressão e temperatura constantes.
Com base no gráfico, e admitindo que SO2 e O2 se comportam como gases
ideais, selecione a alternativa que completa corretamente a frase seguinte. Em duas amostras gasosas, uma de SO2 e outra de O2, nas mesmas condições
de pressão e temperatura, se os gases tiverem...
(A)... volumes iguais, têm massas iguais. (B) ... volumes iguais, têm a mesma densidade.
(C) ... o mesmo número de moléculas, têm volumes iguais. (D) ... o mesmo número de moléculas, têm a mesma densidade.
b) Calcule o número de moléculas de SO2 (g) que existem numa amostra de
50,0 cm3 desse gás, em condições normais de pressão e temperatura (PTN).
2009 I. Nas mesmas condições de pressão e temperatura, o volume ocupado por 4,00 g
de hélio, He (g), é aproximadamente ______ volume ocupado por 4,00 g de hidrogénio, H2 (g).
(A) igual ao (B) o dobro do (C) metade do (D) o quádruplo do
2009 I. Em condições normais de pressão e temperatura (condições PTN), a substância
nitrogénio, N2, é um gás.
Selecione a única alternativa que contém a expressão que permite obter o valor da densidade do nitrogénio, N2 (g), nessas condições, expresso em g cm–3.
(A) 14,01 22,4 (B) 22,4 × 1028,02 3 (C) 28,02 22,4 (D) 22,4 × 10314,01
2009 E. Sendo NA a Constante de Avogadro, considere que NA/2 moléculas de CO2 (g)
(M = 44,01 g mol-1) ocupam um volume igual a 12,2 dm3, à pressão de 1 atm e à
temperatura de 25 °C.
Calcule a densidade do CO2 (g), expressa em g dm–3, nessas condições de pressão
e de temperatura. Apresente todas as etapas de resolução.
2010 I. Nas mesmas condições de pressão e temperatura, o volume ocupado por 0,5 mol
de oxigénio, 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.
2010 I. Considere que a densidade do amoníaco, à pressão de 0,989 atm e a 55 °C,
é 0,626 g dm-3. Calcule o número de moléculas de amoníaco que existem numa
amostra de 500 cm3 desse gás, naquelas condições de pressão e de temperatura.
Apresente todas as etapas de resolução.
2010 E. Considere várias amostras de CO2 (g), contidas em recipientes fechados, sob as
mesmas condições de pressão e de temperatura.
Selecione a única opção que apresenta um esboço do gráfico que pode traduzir a relação entre a densidade das amostras de CO2 (g) e o número de moléculas
2010 1F. O gráfico seguinte representa o volume, V, de diferentes amostras de nitrogénio
(N2), em função da quantidade de gás, n, existente nessas amostras, à pressão de
752 mmHg e à temperatura de 55 °C.
Que significado físico tem o declive da reta representada?
2010 2F. Considere que a densidade do CO2 (g), à pressão de 1 atm e à temperatura de
25 °C, é igual a 1,80 g dm–3.
Calcule o volume ocupado por NA/2 moléculas de CO2 (g) nas condições de
pressão e de temperatura referidas, sendo NA a constante de Avogadro.
Apresente todas as etapas de resolução.
2011 I. Em determinadas condições de pressão e de temperatura, 0,5 mol de N2 (g) ocupa
o volume V1. Nas mesmas condições de pressão e de temperatura, 0,5 mol de
NO2 (g) ocupa o volume
(A) 2 3 V1 (B) V1 (C) 3 2 V1 (D) 2 V1
2011 1F. Considere uma amostra de 8,24 mol de CH4 (g) e uma amostra de 0,398 mol de
CO (g), nas mesmas condições de pressão e de temperatura.
Quantas vezes é que o volume ocupado pela amostra de metano é maior do que o volume ocupado pela amostra de monóxido de carbono?
Apresente o resultado com três algarismos significativos.
2011 E. Em condições normais de pressão e de temperatura (PTN), o volume ocupado por
13 g de ozono é
(A) � 48,0 13 × 22,4� dm3
(B) �48,0 13 × 22,4� dm3
(C) �22,4 13 × 48,0� dm3
2012 I. A atmosfera terrestre é uma faixa gasosa que cobre a superfície da Terra, sendo
retida pela atração gravítica exercida pelo planeta.
Na atmosfera, a densidade e a pressão decrescem exponencialmente com a altitude. A temperatura apresenta, no entanto, uma variação mais complexa, decrescendo com o aumento da altitude em algumas camadas da atmosfera e aumentando noutras.
O ar que constitui a camada mais baixa da atmosfera, a troposfera, é uma mistura de gases composta essencialmente por cerca de 78%, em volume, de nitrogénio e 21%, em volume, de oxigénio. Os restantes gases — árgon, vapor de água, dióxido de carbono, néon, etc. — existem em percentagens relativamente baixas, embora alguns deles sejam muito importantes para a vida na Terra.
F. Duarte Santos, Que Futuro? Ciência, Tecnologia, Desenvolvimento e Ambiente, Gradiva, 2007 (adaptado)
O número de moléculas de oxigénio que existem em 100 dm3 de ar, na troposfera,
em condições normais de pressão e de temperatura, pode ser calculado através da expressão
(A) �6,02 × 10 100 23� × 22,4 (B) �0,21 × 6,02 × 10 100 23� × 22,4 (C)� 100 22,4� × 6,02 × 1023 (D) � 100 × 0,21 22,4 � × 6,02 × 1023
2012 1F. O sulfureto de hidrogénio, H2S (g), é um gás incolor que tem um cheiro
característico a ovos podres.
a) A tabela seguinte apresenta os volumes, V, de diferentes amostras de H2S (g)
e as respetivas massas, m, à pressão de 1 atm e à temperatura de 55 °C.
V / dm3 m / g
3,4 4,3
6,7 8,5
10,1 12,8
13,5 17,1
Determine o volume molar do gás, nas condições de pressão e de temperatura referidas.
Comece por obter a densidade (ou massa volúmica) do gás, a partir do declive da reta que melhor se ajusta ao conjunto de valores apresentados na tabela (utilize a calculadora gráfica).
Apresente todas as etapas de resolução.
b) Considere uma amostra de H2S (g) com o dobro do volume de uma amostra
de metano, CH4 (g), nas mesmas condições de pressão e de temperatura.
Nessas condições, as amostras contém
(A) o mesmo número de moléculas. (B) a mesma quantidade de moléculas.
(C) o mesmo número de átomos de hidrogénio. (D) a mesma quantidade de átomos.
2013 I. O amoníaco é um gás à pressão e à temperatura ambientes.
Considere que a densidade do NH3 (g) nas condições normais de pressão e de
temperatura é 1,08 vezes maior do que a densidade desse gás à pressão e à temperatura ambientes.
Determine o número de moléculas de amoníaco que existem numa amostra pura de 200 cm3 de NH
3 (g), à pressão e à temperatura ambientes.
Apresente todas as etapas de resolução.
2013 1F. Considere que a densidade do HCN (g) (M = 27,03 g mol–1), à pressão de 1 atm e
à temperatura de 30 °C, é 1,086 g dm–3.
Qual das expressões seguintes permite calcular a quantidade de HCN (g) que existe numa amostra pura de 5,0 dm3 desse gás, nas condições de pressão e de
temperatura referidas?
(A) � 1,086 × 5,0 27,03 � mol
(B) � 1,086 × 5,0 27,03 � mol
(C) � 27,03 × 5,0 1,086 � mol
(D) � 27,03 × 5,0 1,086 � mol
2013 2F. Considere que o ar contém cerca de 21%, em volume, de oxigénio e que Vm
representa o volume molar de um gás, em dm3 mol–1, em quaisquer condições
de pressão e de temperatura.
Qual das expressões seguintes permite calcular a quantidade aproximada de oxigénio que existia no balão?
(A) � 800 × 10 × 0,21 𝑉m � mol
(B) � 800 × 10 0,21 × Vm � mol (C) � 800 × 10 𝑉m3 × 0,21 � mol
(D) � 800 × 10 0,21 3 × Vm� mol
2013 2F. Quantas vezes é que a densidade do SO3 (g) é maior do que a densidade do
SO2 (g), nas mesmas condições de pressão e de temperatura?
Apresente o resultado com três algarismos significativos.