Centro de Ciências Exatas – Departamento de Química Físico-Química- Engenharia Química

Profª. Daniela Martins Fernandes de Oliveira

Lista de Exercícios – 02 (respostas em negrito)

1. Poderia 131g de Xe num recipiente de volume 1,0 L exercer uma pressão de 20 atm, a 25ºC se ele se comportasse como gás ideal? Em caso contrário, que pressão exerceria? Qual pressão poderia ele exercer comportando-se como um gás de van der Waals? Comente seus resultados.

Dados: a = 4,250 atm L2mol-2 e b= 5,105 x 10-2 Lmol-1 P = 24 atm e não 20 atm como gás ideal e P = 21,5 atm como gás de van der Waals 2. Calcule a pressão exercida por 1 mol de gás carbônico comportando-se como

(a) gás ideal e (b) gás de van der Waals nas seguintes condições: i) 273,15 K e 22,414L (ii) 1000K e 100 cm3. Analise, compare e discuta seus resultados. Dados: a = 3,592 atm L2 mol-2 e b = 0,04267 L mol-1

a) i) P = 1,0 atm ii) P = 8,2 x 102 atm b) i) P = 0,993 atm ii) P = 1,07 x 103 atm

3. Um gás a 250K e 15 atm tem um volume molar 12% menor do que o calculado

a partir da lei dos gases ideais. Calcule (a) o fator de compressibilidade sobre essas condições (Z = 0,88) e (b) o volume molar (Vm = 1,2 L mol-1). Quais forças de interação predominam nesta amostra?

4. Estime as constantes críticas de um gás de van der Waals com os seguintes parâmetros: a= 0,751 atm L2 mol-2 e b= 0,0226 L mol-1.(Vc= 6,78 x 10 -2 L mol-2; Pc= 54,5 atm; Tc= 120 K.

5. As constantes críticas do metano são Pc= 45,6 atm, Vc = 98,7 cm3 mol-1 e Tc=

190,6K. Calcule as constantes de van der Waals para o gás.

6. Determine a pressão e a temperatura que 1 mol de (a) NH3, (b) Xe e (c) He estará em estado correspondente a 1 mol de H2 a 1,0 atm e 25ºC. Dados: H2: Tc=33,2K; Pc=12,83atm; Xe: Tc=289,5 K; Pc=58 atm. NH3: Tc=405,5 K; Pc=111,3 atm. He: Tc=5,21 K e Pc=2,26 atm. (a) T= 3,6 x 103 K e P= 8,7 atm. (b) T= 2,6 x 103 K e P= 4,5 atm. (c) T= 46,8 K e P= 0,18 atm

7. Um recipiente de 22,4 L contém 2,0 mols de H2 e 1 mol de N2 a 273, 15 K.

Todo o H2 reage com suficiente N2 para formar NH3. Calcule as pressões parciais e a pressão total da mistura final. (PT= 1,66 atm; PN2=0,33 atm e PNH3=1,33 atm)

8. Calcule a pressão exercida por 2 dm3mol-1 de etano a 27ºC se ele segue a

equação de van der Waals. a= 5,489 dm6 atm mol-2; b= 0,0638 dm3 mol-1. Compare esse valor com o obtido se o gás de comportasse idealmente e comente seus resultados. (Pid = 12,3 atm e Preal= 11,3 atm)

9. Calcule as constantes críticas para o etileno, C2H2, usando as constantes de

van de Waals: a= 4,390 dm6 atm mol-2 e b= 0,05136 dm3 mol-1. (Vc=0,154 dm3mol-1; Pc=61,64 atm e Tc=308,8 K).

10. As constantes críticas para o benzeno são Pc= 47,89 atm e Tc= 561,6 K. Calcule as constantes de van der Waals. (a=18,7 atm dm6mol-2 e b = 0,12 L mol-2)

11. Gases A, B, C e D obedecem a equação de van der Waals com os seguintes

valores de a e b: A B C D

a(atm L2 mol-2) 6 6 20 0,05 b(L mol-1) 0,025 0,15 0,10 0,02 Pede-se: a) Qual gás tem maior temperatura crítica. (Gás A). b) Qual gás tem as moléculas maiores.(Gás B). c) Qual gás tem o comportamento mais próximo do ideal nas CNTP.(Gás D). 12. Resolver as questões 3.1; 3.2; 3.3 e os problemas 3.1, 3.2 e 3.6 do Castellan.