Um cilindro de gás sem rótulo foi encontrado em um laboratório. Numa tentativa de identificar qual era o gás, um jovem físico-químico fez um experimento para determinar a massa molar deste gás. Para isso, mediu a pressão que o gás exercia quando confinado em um balão de , à temperatura constante de . Adicionando uma massa de gás no interior do balão igual a 5,7890 g, a pressão medida foi de 0,5000 atm. Assumindo que o gás se comportava idealmente, o estudante determinou a massa molar do gás.
b) Determine a massa molar do gás calculada pelo estudante.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre identificar a massa molar de um gás usando a Lei dos Gases Ideais. Vamos precisar entender os conceitos de pressão, volume, temperatura, quantidade de substância e, claro, a fórmula da Lei dos Gases Ideais para chegar na resposta.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar a fórmula da Lei dos Gases Ideais:
Aqui:
  • é a pressão do gás,
  • é o volume,
  • é a quantidade de matéria (em mols),
  • é a constante dos gases ideais ( ),
  • é a temperatura em Kelvin.

Passo 3

Nos dão o volume , a pressão , a massa adicionada e a temperatura . Primeiro, precisamos converter a temperatura para Kelvin:

Passo 4

Sabemos que a quantidade de matéria é a massa dividida pela massa molar :
Vamos substituir isso na equação dos gases:

Passo 5

Agora, queremos isolar para encontrar a massa molar. Rearranjando a equação:

Passo 6

Vamos substituir todos os valores na equação:

Passo 7

Calculando o numerador:
Calculando o denominador:

Passo 8

Agora, dividimos o numerador pelo denominador para encontrar :

Resposta

A massa molar do gás calculada pelo estudante é aproximadamente .

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Considere os seguintes fenômenos envolvendo sistemas gasosos. Para cada caso, enuncie a principal lei empírica associada ao fenômeno observado.
ii) Ao introduzir um canudo em um líquido para sugá-lo, aspiramos o ar do interior do canudo para dentro de nossos pulmões, reduzindo a pressão no interior do canudo:
Um cilindro de gás sem rótulo foi encontrado em um laboratório. Numa tentativa de identificar qual era o gás, um jovem físico-químico fez um experimento para determinar a massa molar deste gás. Para isso, mediu a pressão que o gás exercia quando confinado em um balão de , à temperatura constante de . Adicionando uma massa de gás no interior do balão igual a 5,7890 g, a pressão medida foi de 0,5000 atm. Assumindo que o gás se comportava idealmente, o estudante determinou a massa molar do gás.
a) Deduza uma relação para determinar a massa molar do gás que utilize as propriedades medidas pelo jovem em seu experimento.
Considere os seguintes fenômenos envolvendo sistemas gasosos. Para cada caso, enuncie a principal lei empírica associada ao fenômeno observado.
i) Um balão cheio de gás murcha quando colocado dentro do congelador:
Um cilindro de gás sem rótulo foi encontrado em um laboratório. Numa tentativa de identificar qual era o gás, um jovem físico-químico fez um experimento para determinar a massa molar deste gás. Para isso, mediu a pressão que o gás exercia quando confinado em um balão de , à temperatura constante de . Adicionando uma massa de gás no interior do balão igual a 5,7890 g, a pressão medida foi de 0,5000 atm. Assumindo que o gás se comportava idealmente, o estudante determinou a massa molar do gás.
c) O valor da massa molar determinada no item acima seria diferente se a pressão do gás no experimento fosse diferente, mantendo o volume e a temperatura do gás fixos? Explique detalhadamente sua resposta, dizendo como o valor obtido seria alterado pela modificação da pressão, levando em consideração as características de compressibilidade do gás.