Iniciante
(Texto: TVQ 2018 1ª Fase) A matéria é normalmente encontrada em 3 estados (apesar de poderem existir outros). Esses estados são o estado sólido, líquido e gasoso. Cada um desses estados apresenta propriedades exclusivas, exigindo o estudo delas separadamente.
O estudo do estado gasoso é um dos mais antigos campos da química, com algumas leis contemporâneas à alquimia. Desde essas primeiras leis até hoje, vários modelos foram sugeridos. Um dos mais impactantes desses modelos é a teoria cinética dos gases, que tem como premissas que o movimento das partículas gasosas é aleatório, o volume dessas partículas é infinitesimalmente pequeno, e que não ocorrem interações entre as partículas que não são colisões elásticas, entre outras premissas. Com tal modelo, e um tratamento matemático, prevê-se que algumas propriedades macroscópicas dos gases podem ser relacionadas pela seguinte equação:
pV = nRT
em que P, V e T são a pressão, o volume e a temperatura do gás, n é o número de mols do gás, e R é a constante universal dos gases. Tal relação encontrada é uma aproximação para o comportamento de gases, que pode ser boa, dependendo das condições experimentais. Modelos posteriores foram elaborados, visando melhorar essa aproximação.
Sobre o enunciado e com base nos seus conhecimentos de Química, responda:
a) Substâncias que seguem as premissas da teoria cinética dos gases são chamadas de gases ideais. Sabendo disso, determine em que condições experimentais um dado gás se encontra mais próximo de ser ideal (isto é, em que condições o seu comportamento se aproxima da idealidade). Explique.
A água oxigenada (peróxido de hidrogênio) decompõe rapidamente em presença de íons iodeto (porém muito lentamente na ausência dos mesmos), liberando gás oxigênio e água como produtos de sua decomposição.
b) Escreva uma equação balanceada que represente o processo apresentado.
c) Calcule o volume (nas CATP) de oxigênio observado imediatamente após o final do processo de decomposição de 200mL de peróxido de hidrogênio PA (solução de H2O2 30% em massa de densidade 1,13g cm-3), se o sistema de captação apresenta um furo que perde em média 240mL de gás (nas CATP) por segundo e o processo demora cerca de 15 segundos para se completar.
d) Qual a importância dos íons iodeto nesse processo?
Intermediário
(Texto: TVQ 2018 1ª Fase) A matéria é normalmente encontrada em 3 estados (apesar de poderem existir outros). Esses estados são o estado sólido, líquido e gasoso. Cada um desses estados apresenta propriedades exclusivas, exigindo o estudo delas separadamente.
O estudo do estado gasoso é um dos mais antigos campos da química, com algumas leis contemporâneas à alquimia. Desde essas primeiras leis até hoje, vários modelos foram sugeridos. Um dos mais impactantes desses modelos é a teoria cinética dos gases, que tem como premissas que o movimento das partículas gasosas é aleatório, o volume dessas partículas é infinitesimalmente pequeno, e que não ocorrem interações entre as partículas que não são colisões elásticas, entre outras premissas. Com tal modelo, e um tratamento matemático, prevê-se que algumas propriedades macroscópicas dos gases podem ser relacionadas pela seguinte equação:
pV = nRT
em que P, V e T são a pressão, o volume e a temperatura do gás, n é o número de mols do gás, e R é a constante universal dos gases. Tal relação encontrada é uma aproximação para o comportamento de gases, que pode ser boa, dependendo das condições experimentais. Modelos posteriores foram elaborados, visando melhorar essa aproximação.
Sobre o enunciado e com base nos seus conhecimentos de Química, responda:
a) Substâncias que seguem as premissas da teoria cinética dos gases são chamadas de gases ideais. Sabendo disso, determine em que condições experimentais um dado gás se encontra mais próximo de ser ideal (isto é, em que condições o seu comportamento se aproxima da idealidade). Explique.
Em gases reais, o afastamento das premissas teóricas da teoria cinética dos gases leva a desvios dos comportamentos previstos para gases ideais, como a observação de pressões menores que as teoricamente esperadas pelo tratamento de idealidade.
b) Sabendo que uma forma mais completa da equação para gases é de forma
(P + a.[n/V]2) (V – nb) = nRT
em que a e b são constantes experimentais para cada composto, explique o que corrigem os termos a.[n/V]2 e nb na expressão acima.
c) Espera-se um desvio menor da idealidade para moléculas de propano ou de hélio? Justifique.
A água oxigenada (peróxido de hidrogênio) decompõe rapidamente em presença de íons iodeto (porém muito lentamente na ausência dos mesmos), liberando gás oxigênio e água como produtos de sua decomposição.
d) Calcule a concentração (em volumes de oxigênio) de uma amostra de água oxigenada que, após ser diluída de 10,00 para 150,0mL, consome 15,05mL de uma solução de permanganato padronizada por alíquota de 15,00mL de amostra diluída. Para a padronização, titulou-se 0,1456g de oxalato de sódio (Na2C2O4) com 12,35mL dessa solução de permanganato.
Avançado
(Texto: TVQ 2018 1ª Fase) A matéria é normalmente encontrada em 3 estados (apesar de poderem existir outros). Esses estados são o estado sólido, líquido e gasoso. Cada um desses estados apresenta propriedades exclusivas, exigindo o estudo delas separadamente.
O estudo do estado gasoso é um dos mais antigos campos da química, com algumas leis contemporâneas à alquimia. Desde essas primeiras leis até hoje, vários modelos foram sugeridos. Um dos mais impactantes desses modelos é a teoria cinética dos gases, que tem como premissas que o movimento das partículas gasosas é aleatório, o volume dessas partículas é infinitesimalmente pequeno, e que não ocorrem interações entre as partículas que não são colisões elásticas, entre outras premissas. Com tal modelo, e um tratamento matemático, prevê-se que algumas propriedades macroscópicas dos gases podem ser relacionadas pela seguinte equação:
pV = nRT
em que P, V e T são a pressão, o volume e a temperatura do gás, n é o número de mols do gás, e R é a constante universal dos gases. Tal relação encontrada é uma aproximação para o comportamento de gases, que pode ser boa, dependendo das condições experimentais. Modelos posteriores foram elaborados, visando melhorar essa aproximação.
Sobre o enunciado e com base nos seus conhecimentos de Química, responda:
a) Substâncias que seguem as premissas da teoria cinética dos gases são chamadas de gases ideais. Sabendo disso, determine em que condições experimentais um dado gás se encontra mais próximo de ser ideal (isto é, em que condições o seu comportamento se aproxima da idealidade). Explique.
Em gases reais, o afastamento das premissas teóricas da teoria cinética dos gases leva a desvios dos comportamentos previstos para gases ideais, como a observação de pressões menores que as teoricamente esperadas pelo tratamento de idealidade.
b) Sabendo que uma forma mais completa da equação para gases é de forma
(P + a.[n/V]2) (V – nb) = nRT
em que a e b são constantes experimentais para cada composto, explique o que corrigem os termos a.[n/V]2 e nb na expressão acima.
c) Complete a tabela a seguir com os compostos H2, H2O, SO2 e N2, de acordo com os valores dos coeficientes a e b:
| COMPOSTO | ||||
| a (atm L2 mol-2) | 6,714 | 0,2444 | 5,464 | 1,390 |
| b (L mol-1) | 0,05636 | 0,02661 | 0,03049 | 0,03913 |
d) Espera-se um desvio menor da idealidade para moléculas de propano ou de hélio? Justifique.
e) Considere um caso em que o volume molecular seja desprezível, porém seja impossível desprezar as interações intermoleculares. Nessa situação, a densidade medida experimental do gás será maior ou menor que aquela prevista teoricamente pelo modelo de gás ideal?