Questão 74 (2º semestre) da UFG 2014

Question

Levando em consideração a presença de 5 mg de hidrogênio no interior do frasco coletor com capacidade de 100 mL, e que ele esteja fechado, conclui-se que a pressão resultante, em atm, no interior do frasco a 25\text{ }^\text{o}\text{C} será, aproximadamente, igual a:

A
0{,}12
B
0{,}24
C
0{,}36
D
0{,}60
E
1{,}20

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 74 (2º semestre) da UFG 2014

2º semestre · Química: Estudo dos gases e equação de Clapeyron

Leia o texto a seguir e analise a imagem para responder às questões 73 e 74. · 1ª etapa

O gás hidrogênio pode ser produzido em laboratório a partir da reação química entre zinco metálico e ácido clorídrico, conforme esquema e equação química não balanceada apresentados a seguir.

Esquema de montagem laboratorial para produção de gás hidrogênio a partir da reação de zinco metálico com ácido clorídrico, com funil de adição contendo HCl gotejando em balão com Zn conectado a um erlenmeyer onde se formam bolhas de H2, e quadro com dados de densidade do HCl e constante dos gases R.

Levando em consideração a presença de 5 mg de hidrogênio no interior do frasco coletor com capacidade de 100 mL, e que ele esteja fechado, conclui-se que a pressão resultante, em atm, no interior do frasco a 25\text{ }^\text{o}\text{C} será, aproximadamente, igual a:

A
0{,}12
B
0{,}24
C
0{,}36
D
0{,}60
E
1{,}20

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Use a equação dos gases ideais, PV = nRT, que relaciona a pressão com a quantidade de matéria do gás, o volume e a temperatura absoluta.

Quantidade de matéria de \ce{H2}: a massa é 5\ \text{mg} = 5\times10^{-3}\ \text{g} e a massa molar do \ce{H2} é 2\ \text{g/mol}.

n = \frac{5\times10^{-3}}{2} = 2{,}5\times10^{-3}\ \text{mol}
Temperatura em kelvin: T = 25 + 273 = 298\ \text{K}.
Volume em litros: V = 100\ \text{mL} = 0{,}1\ \text{L}.
Isole a pressão e substitua os valores:

P = \frac{nRT}{V} = \frac{2{,}5\times10^{-3}\cdot 0{,}082\cdot 298}{0{,}1}

O numerador vale 2{,}5\times10^{-3}\cdot 0{,}082 = 2{,}05\times10^{-4}. Multiplicando por 298, obtemos \approx 6{,}11\times10^{-2}. Dividindo por 0{,}1:

P \approx 0{,}61\ \text{atm}

O valor mais próximo é 0{,}60 atm.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem usa 1 g/mol para o hidrogênio, esquecendo que o gás é \ce{H2} (2 g/mol), o que dobra a pressão.

Por que as outras alternativas estão erradas

ADivide por 1 L em vez de 0,1 L (ou erra o fator de 10 no volume), obtendo cerca de 0,06, e não corresponde a 0,12.
BValor sem base na equação; resulta de erro de conta (por exemplo, usar massa molar ou volume incorretos).
CValor sem base na equação; não decorre de nenhuma conta correta com os dados.
EDobra o resultado ao usar a massa molar do hidrogênio como 1 g/mol (H em vez de H2).

Assuntos: Estudo dos gases e equação de Clapeyron, Mol, massa molar e constante de Avogadro.

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Questão 74 no caderno 1ª etapa da UFG 2014

Fonte: UFG 2014 · 2º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗