Nos museus, algumas peças são hermeticamente conservadas em redomas de vidro contendo gases nobres, tal como o…

Questão

Nos museus, algumas peças são hermeticamente conservadas em redomas de vidro contendo gases nobres, tal como o argônio que, por ser inerte, previne processos de oxidação. Em um museu, os diretores constataram que, ao longo do tempo, as partes metálicas de um relógio fabricado por volta de 1950 estavam sendo oxidadas, indicando que, além do gás argônio, havia gás oxigênio dentro da redoma. Um experimento foi realizado com o intuito de determinar a presença de gás oxigênio dentro da redoma. Para tanto, 10,0 L da mistura gasosa contida na redoma foram coletados com uma seringa hermética, sendo que 5,0 L da mistura foram transferidos para um frasco com capacidade volumétrica de 30,0 L contendo 1,0 g de gás hidrogênio. Em seguida, fez-se passar uma faísca elétrica pela mistura resultando na reação entre gás hidrogênio e oxigênio, sem excesso de reagentes com formação de água na fase gasosa. Sabendo que não houve variação de temperatura (298 K) e do volume do frasco, e que a pressão final no frasco foi de 2,0 atm, assinale a alternativa que apresenta, correta e respectivamente, a quantidade, em mols, de argônio e de oxigênio contidos na alíquota de 5,0 L da seringa. UEL - 2020

1. A) 1,95 e 0,25
2. B) 2,45 e 0,50
3. C) 2,95 e 0,82
4. D) 4,35 e 0,43
5. E) 4,85 e 1,00

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Calcule a quantidade total de gás no frasco final, usando PV = nRT com P = 2,0 atm, V = 30,0 L, R = 0,082 atm·L/(mol·K) e T = 298 K. Resulta n = (2,0 × 30,0) / (0,082 × 298) = 2,45 mol. Passo 2: Calcule a quantidade de hidrogênio. A massa molar do H2 é 2 g/mol, logo 1,0 g corresponde a 0,5 mol de H2. Passo 3: Use a estequiometria da reação 2 H2 + O2 → 2 H2O. Como não há excesso de reagentes, o H2 é consumido totalmente: 0,5 mol de H2 reage com 0,25 mol de O2 (proporção 2:1) e forma 0,5 mol de água gasosa. Passo 4: No frasco final restam apenas o argônio, que é inerte, e a água formada na fase gasosa. Assim, n(Ar) = 2,45 − 0,50 = 1,95 mol, que corresponde à quantidade de argônio na alíquota de 5,0 L. Passo 5: O oxigênio na alíquota de 5,0 L é 0,25 mol. Logo, a resposta correta é 1,95 mol de argônio e 0,25 mol de oxigênio, alternativa A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: B confunde a quantidade de O2 com a de H2; C comete erro no cálculo do total de mols de gás; D usa uma proporção incorreta entre os gases; E trata 1,0 g de H2 como 1,0 mol.

💡 Dica: Use a equação dos gases ideais e a estequiometria da reação para determinar as quantidades de gases.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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