Uma amostra de 20 g de um gás ideal foi armazenada em um recipiente de 15,5 L, sob pressão de 623 mmHg, a uma…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
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
Uma amostra de 20 g de um gás ideal foi armazenada em um recipiente de 15,5 L, sob pressão de 623 mmHg, a uma temperatura de 37 ºC. Dentre os gases elencados abaixo, aquele que podia representar esse gás ideal é o (Mackenzie 2018)
- A) gás hidrogênio.
- B) gás carbônico.
- C) gás argônio.
- D) gás etano.
- E) gás nitrogênio.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. Massa m = 20 g, volume V = 15,5 L, pressão P = 623 mmHg e temperatura T = 37 ºC.
- Converta as unidades para o sistema usado com R = 0,082 atm·L/(mol·K). A pressão fica P = 623/760 = 0,82 atm (aproximadamente). A temperatura fica T = 37 + 273 = 310 K.
- Use a equação de Clapeyron, PV = nRT, com n = m/M, em que M é a massa molar. Isolando M, obtemos M = mRT/(PV).
- Substitua os valores. M = (20 × 0,082 × 310)/(0,82 × 15,5) = 509,6/12,7 ≈ 40 g/mol.
- Compare com as massas molares dos gases. Hidrogênio (H2) tem 2 g/mol, gás carbônico (CO2) tem 44 g/mol, etano (C2H6) tem 30 g/mol, nitrogênio (N2) tem 28 g/mol e argônio (Ar) tem 40 g/mol. O único compatível com 40 g/mol é o argônio, alternativa C.
- Por que as outras estão erradas. A: o hidrogênio tem massa molar 2 g/mol, muito menor que 40. B: o gás carbônico tem 44 g/mol, valor próximo, mas não exatamente o calculado. D: o etano tem 30 g/mol, valor abaixo do obtido. E: o nitrogênio tem 28 g/mol, também abaixo do obtido.
💡 Dica: Use a equação dos gases ideais para identificar o gás.
Alternativa por alternativa
O aluno usa a massa do átomo de hidrogênio, ou ignora a atomicidade do gás, e assume uma massa molar muito pequena para o gás.
O aluno calcula a massa molar com erro de arredondamento ou de conversão de pressão e chega a um valor próximo de 44, sem conferir a proximidade com 40.
CORRETA. O gás argônio possui massa molar de aproximadamente 40 g/mol, valor compatível com o resultado obtido ao aplicar a equação dos gases ideais aos dados fornecidos.
O aluno calcula a massa molar do etano de forma incompleta ou com soma errada dos átomos, o que o leva a um valor de 30 g/mol e não reconhece a diferença em relação ao resultado.
O aluno escolhe o nitrogênio porque é o gás mais abundante do ar, usando a intuição do cotidiano em vez de comparar a massa molar calculada.
Raio-X da questão
gás ideal, equação dos gases
diagnostico
equação dos gases ideais · unidades de pressão e temperatura
Estude a equação dos gases ideais e propriedades dos gases.
Confundir unidades de pressão ou temperatura e não aplicar corretamente a equação dos gases ideais.
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