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Q781624
Química Transformações Químicas , Sistemas Gasosos - Lei, Teoria Cinética, Equação e Mistura dos Gases. Princípio de Avogadro. ,
Ano: 2017 Banca: IDECAN Órgão: CBM-DF Prova: IDECAN - 2017 - CBM-DF - Soldado Operacional |
Q781624 Química


Em muitos aspectos, os gases são a forma de matéria mais facilmente entendida. Ainda que diferentes gases possam ter diferentes propriedades químicas, eles se comportam de maneira bastante similar no que concerne às propriedades físicas. De acordo com o exposto, analise as afirmativas a seguir.

I. A densidade do vapor de tetracloreto de carbono a 714 torr e 125°C é 4,43 g/L.

II. A razão entre as taxas de efusão de N2 e O2 é 0,93.

III. A velocidade vqm, u, de uma molécula de N2 a 25°C é 5,15 x 102 m/s.

Está(ão) correta(s) apenas a(s) afirmativa(s)

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Vamos analisar a questão.
Esta questão aborda conceitos relacionados à teoria cinética dos gases e para resolvê-la é importante saber algumas fórmulas. Sendo assim, analisemos as afirmativas:

I - Para calcular a densidade do vapor é importante saber que a densidade (ρ) é definida como:
ρ = m/V
Em que m é a massa e V o volume.
Considerando o tetracloreto de carbono (CCl4) como um gás ideal, podemos utilizar a seguinte equação:
P ∙ V = n ∙ R ∙ T
Em que P é a pressão, V o volume, n o número de mols, R a constante dos gases e T a temperatura. 

Como o número de mols pode ser obtido pela divisão da massa pela massa molar (M), obtemos que:
P ∙ V = m ∙ R ∙ T/M    ∴    m/V = P ∙ M/(R ∙ T)

Como ρ = m/V, é possível calcular a densidade por essa equação:
ρ = P ∙ M/(R ∙ T)

Assim, para calcular a densidade é preciso substituir os valores na equação acima. Para utilizar a pressão na unidade fornecida (torr) o R possui o valor de 62,36 (L⋅torr⋅K-1⋅mol-1) e a temperatura deve estar na unidade K:
P = 714 torr; R = 62,36 L⋅torr⋅K-1⋅mol-1
T (K) = T(°C) + 273  ∴  T (K) = 125 + 273 = 398 K

A massa molar do CCl4, de acordo com as massas atômicas do C e Cl fornecidas na tabela periódica é igual a:
M = 12 + 4 ∙ 35,5 = 154 g/mol

Logo, substituindo os valores acima na equação, obtemos que:
ρ = 714 ∙ 154/(62,36 ∙ 398) = 4,43 g/L

Portanto, a afirmativa está correta.

II - A razão entre as taxas de efusão (velocidade de efusão) de duas moléculas pode ser calculada pela Lei da efusão de Graham:
V(N2)/V(O2) = √M(O2)/√M(N2)

De acordo com os valores fornecidos pela tabela periódica para as massas atômicas do nitrogênio e oxigênio obtemos que:
M(O2) = 2 ∙ 16 = 32 g/mol
M(N2) = 2 ∙ 14 = 28 g/mol

Logo obtemos a seguinte razão:
V(N2)/V(O2) = √32/√28 = 1,07

Portanto, o item está incorreto.

III - A vqm, velocidade quadrática, u, pode ser obtida através da seguinte equação:
u = √(3 ∙ R ∙ T/M)

Para a substituição dos valores na equação é preciso que as unidades estejam corretas. Para essa fórmula podemos utilizar a constante R como 8,314 kg⋅m2·K-1⋅mol-1s-2, a temperatura na unidade K e a massa molar na unidade kg/mol:
R = 8,314 kg⋅m2·K-1⋅mol-1⋅s-2
T = 25 + 273 = 298 K
M = 28 g/mol = 0,028 Kg/mol

Substituindo os valores na equação obtemos que:
u = √(3 ∙ 8,314 ∙ 298/0,028) = 515 m/s

Dessa forma, o item está correto.

Gabarito do Professor: Letra C.

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GAB: C

A banca não respeitou o candidato que estudou.

Assim permitindo o chute do candidato que não estudou acertar.

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