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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 41

41. Ordene os seguintes gases pela densidade crescente: C O , C O 2 , H 2 S . A temperatura e a pressão são as mesmas nas três amostras.

Passo 1

Bom, primeiro a gente tem que achar a relação entre a lei dos gases e a densidade dele.

Sabemos a fórmula que relaciona a pressão e volume com a temperatura de um gás:

P V = n R T

Mas sabemos que dessa fórmula, n é o número de mols do gás na amostra analisada, que pode ser reescrito como:

n = m a s s a   e m   g m a s s a   m o l a r

P V = m M M R T

Como a densidade é a massa por unidade de volume, podemos rearranjar a equação da seguinte forma:

m V = P ⋅ M M R ⋅ T

Onde m / V é a densidade que queremos. Podemos observar que a densidade do gás, para uma mesma pressão e temperatura, é diretamente proporcional à sua massa molar M M , ou seja, quanto maior a massa molar, maior a densidade do gás.

Passo 2

Agora, vamos calcular as massas molares dos gases, sabendo que H = 1   g ,   C = 12   g ,   O = 16   g e S = 32   g :

M M   ( C O ) = 12   g + 16   g = 28   g

M M   ( C O 2 ) = 12   g + 2 × 16   g = 44   g

M M   ( H 2 S ) = 2 × 1   g + 32   g = 34   g

Passo 3

Ordenando crescentemente os gases pela massa molar temos:

C O < H 2 S < C O 2

E como a densidade de um gás é diretamente proporcional à sua massa molar, então suas densidades respeitam a mesma ordem em relação à grandeza da massa molar.

Resposta

C O < H 2 S < C O 2

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