QuímicaUFPRBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Num depósito há três cilindros idênticos de gás, numa mesma temperatura, e cada cilindro possui um rótulo com…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Num depósito há três cilindros idênticos de gás, numa mesma temperatura, e cada cilindro possui um rótulo com as seguintes informações: | Cilindro 1 | 7 g de N2 | 16 g de O2 | 6 g de He | | Cilindro 2 | 14 g N2 | 8 g de O2 | 13 g de CO2 | | Cilindro 3 | 8 g de CH4 | 13 g de O2 | 4 g H2 | Dados MM(g/mol): C = 12,01; H = 1,008; O = 15,999; N = 14,007; He = 4,003. Com base nesse quadro, considere as seguintes afirmativas: 1. O cilindro 1 apresenta a maior pressão parcial de O2. 2. O cilindro 2 apresenta a menor pressão parcial de N2. 3. O cilindro 3 apresenta a menor pressão parcial de O2. 4. O cilindro 3 apresenta a maior pressão total. Assinale a alternativa correta. (UFPR 2013)

A) Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.
B) Somente as afirmativas 2 e 3 são verdadeiras.
C) Somente as afirmativas 1, 2 e 4 são verdadeiras.
D) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

Nos três cilindros a temperatura e o volume são iguais. Pela lei de Dalton e pela equação dos gases (P = nRT/V), a pressão parcial de cada gás é proporcional ao seu número de mols, e a pressão total é proporcional ao número total de mols. Basta, portanto, calcular os mols (massa dividida pela massa molar).
Massas molares: N2 = 28,014 g/mol; O2 = 31,998 g/mol; He = 4,003 g/mol; CO2 = 44,008 g/mol; CH4 = 16,042 g/mol; H2 = 2,016 g/mol.
Cilindro 1: N2 = 7/28,014 = 0,250 mol; O2 = 16/31,998 = 0,500 mol; He = 6/4,003 = 1,499 mol; total = 2,249 mol.
Cilindro 2: N2 = 14/28,014 = 0,500 mol; O2 = 8/31,998 = 0,250 mol; CO2 = 13/44,008 = 0,295 mol; total = 1,045 mol.
Cilindro 3: CH4 = 8/16,042 = 0,499 mol; O2 = 13/31,998 = 0,406 mol; H2 = 4/2,016 = 1,984 mol; total = 2,889 mol.
Afirmativa 1 (verdadeira). O cilindro 1 tem 0,500 mol de O2, mais que o cilindro 2 (0,250 mol) e o cilindro 3 (0,406 mol). Logo, tem a maior pressão parcial de O2.
Afirmativa 2 (falsa). O cilindro 2 tem 0,500 mol de N2, o maior valor entre os cilindros. A menor pressão parcial de N2 está no cilindro 3, que não contém N2.
Afirmativa 3 (falsa). O menor O2 está no cilindro 2 (0,250 mol), e não no cilindro 3 (0,406 mol).
Afirmativa 4 (verdadeira). O cilindro 3 tem 2,889 mol de gás no total, o maior valor entre os três, logo tem a maior pressão total.
Somente as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras, o que corresponde à alternativa A. Em uma frase cada: a alternativa B inclui as afirmativas 2 e 3, ambas falsas; a alternativa C inclui a afirmativa 2, que é falsa; a alternativa D inclui as afirmativas 2 e 3, ambas falsas.

💡 Dica: Calcule as pressões parciais usando a quantidade de mols e a temperatura constante.

Alternativa por alternativa

A Correta

CORRETA. O cilindro 1 tem a maior pressão parcial de O2 porque, ao converter as massas em mols, ele apresenta mais mols de O2 que os outros cilindros. Além disso, o cilindro 3 tem a maior pressão total devido à maior quantidade total de mols, confirmando as afirmativas 1 e 4.

B Erradaerro: Procedimental

Supõe que o cilindro com menor quantidade total de gás tem a menor pressão parcial de cada componente, e compara as massas de O2 sem convertê-las em mols, tomando o cilindro 3 (13 g) como o de menor O2 e ignorando os 8 g do cilindro 2.

C Erradaerro: Conceitual

Considera que o cilindro 2 tem a menor pressão parcial de N2 por ser o de menor número total de mols (1,045), sem perceber que o cilindro 3 não contém N2 algum.

D Erradaerro: Conceitual

Usa a fração molar (proporção de cada gás na mistura) como se fosse a pressão parcial, o que daria menor N2 e menor O2 no cilindro 3, e esquece que a pressão parcial depende também da pressão total, que é maior no cilindro 3.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

pressão parcial gases ideais

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

massa molar e mols de substância · lei dos gases ideais

📚 Reveja

estude a lei dos gases ideais e cálculo de pressão parcial

⚠️ Erro mais comum

Confundir massa com número de mols, levando a erro no cálculo da pressão parcial.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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