UPF Verão 2016
Um gás desconhecido foi obtido de uma reação química e foi coletado em um frasco próprio para gases. A massa inicial do frasco com o gás coletado foi de 34,387g. Foi elaborado um sistema de medição do volume desse gás em água, de acordo com a figura abaixo.
Após deslocar um volume de 224 cm3 de água da proveta, é realizada uma nova medição da massa do frasco, encontrando-se uma massa de 34,227g. Considerando que o gás segue o modelo de gás ideal, assinale a alternativa que representa o gás da reação química.
Dados: 1 mol de gás ideal = 22,4 L.
Hidrogênio.
Carbônico.
Metano.
Pentano.
Hélio.
Resolução
1. Massa retirada do frasco:
\[\Delta m = 34,387\;\text{g} - 34,227\;\text{g} = 0,160\;\text{g}\]
2. Volume correspondente a essa porção do gás:
\[V = 224\;\text{cm}^3 = 0,224\;\text{L}\]
3. Número de mols, usando o volume molar do gás ideal a CNTP (22,4 L):
\[n = \frac{V}{22,4\;\text{L}} = \frac{0,224}{22,4} = 0,010\;\text{mol}\]
4. Massa molar do gás:
\[M = \frac{m}{n} = \frac{0,160\;\text{g}}{0,010\;\text{mol}} = 16\;\text{g\,mol}^{-1}\]
5. Comparando com as alternativas:
- H2 → 2 g·mol-1
- CO2 → 44 g·mol-1
- CH4 → 16 g·mol-1
- C5H12 → 72 g·mol-1
- He → 4 g·mol-1
O único gás com massa molar 16 g·mol-1 é o metano (CH4).
Dicas
Erros Comuns
Volume molar a CNTP: qualquer gás ideal ocupa 22,4 L por mol a 0 °C e 1 atm.
Massa molar (M): relação entre massa (m) e quantidade de matéria (n): \(M=\frac{m}{n}\).
Conversões de unidades: 1 L = 1000 mL = 1000 cm3.
