Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 1.Exercícios - Ex. 1a

  1. Seria possível que uma amostra de 131 g de Xenônio Gasoso, num vaso de volume igual a 1,0   d m 3 , exercesse uma pressão de 20 a t m , a 25 ℃ , se o seu comportamento fosse de um gás perfeito/ideal? Em caso negativo, que pressão ele exerceria? (b) Que pressão o Xenônio exerceria se ele fosse um gás de Van der Waals?

Passo 1

Faaaaala aí jovem, tudo certinho?

Vamos começar a estudar esse livro lindo, mas antes de entender o que o exercício pede, bora recapitular alguns conceitos bacanas?

Existe um modelo de equação que descreve um gás ideal e suas variáveis se relacionam através da equação :

P V = n R T

Onde teremos as variáveis P = p r e s s ã o , V = V o l u m e , T = t e m p e r a t u r a   ( e m   K e l v i n ) e R   é a constante universal dos gases (e esse é um valor tabelado de R = 0,082   a t m . L . m o l - 1 k - 1 .

Basicamente, essa equação serve pra dizer que se a massa fixa de um gás que sofre variação em qualquer uma das grandezas fundamentais ( P ,   V ,   T ) , a equação continua constante. Por isso ela é chamada de ideal.

Além disso, ela meio que considera que o volume das partículas é desprezível e que não há interação de moléculas.

Mas... como você deve bem imaginar, nem tudo são flores! Hehehehe

Acontece que, na vida real os gases não costumam se comportar como ideiais. E para isso surgiu a equação de Van der Waals! Que será descrita assim:

P = R T V m - b - a V m 2

O que há de novo por aqui?

Temos os valores de a   e b são tabelados e chamados de constantes de Van der Waals, e esses valores você encontra na seção de dados do seu livro. Vale lembrar que cada gás vai ter seus próprios valores de a e b .

Já o último ponto dessa nova equação é que ela considera o volume que um m o l ocupa no espaço, e podemos usar a relação v o l u m e / m o l para dizer que:

V m = V n

Ufa... agora da pra resolver esse treco. Bora lá?

Passo 2

  1. Agora vamos calcular utilizando os dados que temos! O exercício nos diz que temos:

    2. X e = 131 g

    V = 1 d m 3 = 1 L

    P = 20 a t m

    T = 25 ℃ = 25 + 273 = 298   k

    Perceba que convertemos V e T para unidades que facilitem o cálculo. Outra informação importante é que a Massa Molar do Xenônio é dada por:

    M M X e = 131,0293 g m o l - 1

    Se nós temos 131 g , em mols podemos usar a regra de 3 e dizer que:

    131,0293   g               1 m o l 131 g                                     n   m o l n = 0,9997   m o l

    Nesse primeiro momento, o exercício nos pergunta se o gás se comporta como ideal. Então, podemos testar a fórmula do gás ideal para descobrir a pressão real desse gás:

    P V = n R T

    P = n R T V

    Agora é só substituir os valores:

    P = 0,9997 m o l . 0,082   L . a t m . m o l - 1 k - 1 298 k 1 L

    Calculando e cortando unidades:

    P r e a l = 24,4   a t m

    A pressão dada pelo exercício é 20 a t m . Dessa forma P r e a l > P t e ó r i c o e o gás não se comporta como um gás ideal.

    Passo 3

  2. Agora, podemos usar a fórmula do dio Vandinho para ver qual é a verdadeira pressão desse gás.

Se:

P = R T V m - b - a V m 2

Temos R e T do exercício e o livro nos diz que:

a X e = 4,13   a t m L 2 . m o l - 2

b X e = 5,16.10 - 2 L m o l - 1

E V m calculamos com V e n , sendo:

V m = 1 L 0.9997 m o l = 1,0003   L . m o l - 1

Substituindo, teremos:

P = 0,082   L . a t m . m o l - 1 k - 1 . ( 298 k ) 1,0003   L . m o l - 1 - 5,16.10 - 2 L m o l - 1 - 4,13   a t m L 2 . m o l - 2 1,0003   L . m o l - 1 2

P = 21,65   a t m ≈ 22   a t m

Resposta

(a) P r e a l = 24,4   a t m

(b) P = 22 a t m

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

A pirita de ferro, FeS2, é a forma mais comum do enxofre no carvão. Na combustão do carvão, o oxigênio reage com a pirita de ferro para produzir óxido de ferro (III) e dióxido de enxofre, que é uma fo
Os seguintes dados foram obtidos para uma amostra de gás contendo 5,00m o l de moléculas em um recipiente rígido. (a) Determine o volume da amostra. (b) Lance os dados em um gráfico, a mão ou com o au
(a) Prepare e registre um gráfico de volume contra temperatura para 1,00m o l de gás, mostrando as curvas em pressões entre 11.000 a 15.000a t m , em incrementos de 1.000a t m para T = 0 em 400K . (b)
Os seguintes dados foram obtidos para uma amostra de gás contendo 1,00m o l de moléculas em um recipiente rígido. (a) Determine o volume da amostra. (b) Lance os dados em um gráfico, a mão ou com o au
(a) Um balão de 125,0m L contém argônio a 1,30a t m em 77° C . Que quantidade de argônio está presente (em m o l s )? (b) Um balão de 120,0m L contém 2,7μ g de O 2 a 17° C . Qual é sua pressão (em T o