Num experimento, foi montada a aparelhagem mostrada na figura ao lado. Um tubo contendo 20 mL de ar está…

Questão

Num experimento, foi montada a aparelhagem mostrada na figura ao lado. Um tubo contendo 20 mL de ar está imerso na água da cuba. Pode-se considerar que a composição do ar é 80% de N2(g) e 20% de O2(g). O NO(g) formado no gerador passa pela mangueira até chegar ao tubo imerso na água, como ilustrado. Deixou-se o NO(g) borbulhar até que fossem acrescidos ao tubo 4 mL desse gás. Após cessar o fluxo de NO(g), o tubo foi mantido imerso na posição vertical, de modo que seu volume pudesse variar, mantendo a pressão em seu interior igual à pressão exterior, mas sem escape de gás. Após certo tempo, o gás dentro do tubo adquire cor castanha, em função da seguinte reação: 2NO(g) + O2(g) ? 2NO2(g) A respeito desse experimento, identifique as afirmativas abaixo como verdadeiras (V) ou falsas (F): ( ) O NO(g) é reagente limitante da reação. ( ) Em relação à condição imediata depois de cessado o fluxo, o volume de gás dentro do tubo irá diminuir após o gás ficar castanho. ( ) Em relação à condição imediata depois de cessado o fluxo, a pressão parcial de N2(g) dentro do tubo irá aumentar após o gás ficar castanho. ( ) O valor de pH da água na região A (dentro do tubo) irá diminuir após o gás se tornar castanho. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. (UFPR 2017)

1. A) V – V – V – V.
2. B) F – V – F – V.
3. C) V – F – F – V.
4. D) V – F – V – F.

✅ Resposta correta: alternativa A

Resolução passo a passo

1. Calcule a composição inicial do tubo. Os 20 mL de ar contêm 16 mL de N2 (80%) e 4 mL de O2 (20%). Somam-se depois 4 mL de NO, totalizando 24 mL de gás.
2. Analise a estequiometria da reação 2NO + O2 -> 2NO2. Para consumir 4 mL de NO são necessários 2 mL de O2. Como há 4 mL de O2 disponíveis, o O2 está em excesso e o NO é o reagente limitante. Afirmativa 1: V.
3. Consumam-se 4 mL de NO e 2 mL de O2, formando 4 mL de NO2. Restam 16 mL de N2, 2 mL de O2 e 4 mL de NO2, totalizando 22 mL. Como a reação passa de 3 mols de gás para 2 mols, a quantidade de gás diminui. Como a pressão interna é igual à externa e constante, o volume diminui. Afirmativa 2: V.
4. Pela lei de Dalton, a pressão parcial de cada gás é sua fração molar multiplicada pela pressão total. Antes, a fração de N2 era 16/24 (cerca de 0,67). Depois, passa a ser 16/22 (cerca de 0,73). Como a pressão total é constante, a pressão parcial do N2 aumenta, mesmo sem ele reagir. Afirmativa 3: V.
5. O NO2 é solúvel em água e reage com ela formando ácido nítrico (3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO). Como o volume de gás diminui, a água sobe dentro do tubo, e a região A passa a conter ácido formado. Assim, o pH diminui. Afirmativa 4: V.
6. Conclusão: a sequência correta é V - V - V - V, alternativa A.

💡 Dica: Analise a reação química e as variações de volume, pressão e pH no sistema.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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