Questão 25 da FUVEST 2014
A tabela abaixo apresenta informações sobre cinco gases contidos em recipientes separados e selados.
| Recipiente | Gás | Temperatura (K) |
Pressão (atm) |
Volume (L) |
|---|---|---|---|---|
| 1 | \ce{O3} | 273 | 1 | 22,4 |
| 2 | \ce{Ne} | 273 | 2 | 22,4 |
| 3 | \ce{He} | 273 | 4 | 22,4 |
| 4 | \ce{N2} | 273 | 1 | 22,4 |
| 5 | \ce{Ar} | 273 | 1 | 22,4 |
Qual recipiente contém a mesma quantidade de átomos que um recipiente selado de 22,4 L, contendo \ce{H2}, mantido a 2 atm e 273 K?
- A1
- B2
- C3
- D4
- E5
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Resolução comentada
Nas mesmas condições de temperatura e volume, a quantidade de matéria de gás é proporcional à pressão (PV = nRT). Em 273 K e 22,4 L, 1 atm corresponde a 1 mol de moléculas, e 2 atm a 2 mol.
Como a questão pede átomos, é preciso multiplicar o número de mols de moléculas pela atomicidade de cada gás.
Referência: \ce{H2} a 2 atm tem 2 mol de moléculas, cada uma com 2 átomos, então 2 \times 2 = 4 mol de átomos.
Recipientes:
- \ce{O3}, 1 atm: 1 mol de moléculas \times 3 = 3 mol de átomos.
- \ce{Ne}, 2 atm: 2 mol \times 1 = 2 mol de átomos.
- \ce{He}, 4 atm: 4 mol \times 1 = 4 mol de átomos.
- \ce{N2}, 1 atm: 1 mol \times 2 = 2 mol de átomos.
- \ce{Ar}, 1 atm: 1 mol \times 1 = 1 mol de átomos.
Só o recipiente 3 tem 4 mol de átomos, igual ao do \ce{H2}. Os gases nobres são monoatômicos, então o número de átomos é igual ao de moléculas.
Alternativa C.
Pegadinha: A alternativa B engana quem compara só a pressão (2 atm) ou o número de moléculas e esquece que o H2 é diatômico.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AO ozônio tem 1 mol de moléculas, mas 3 mol de átomos, e não 4.
- BO neônio a 2 atm tem 2 mol de átomos, igual ao número de mols de moléculas de H2, mas o H2 tem 4 mol de átomos.
- DO N2 a 1 atm tem 1 mol de moléculas e 2 mol de átomos, metade do H2 em átomos.
- EO argônio a 1 atm tem apenas 1 mol de átomos.
Assuntos: lei dos gases ideais, atomicidade, quantidade de matéria.
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