Questões Comentadas: Leis Ponderais na Química

Leia o resumo "Quais são as Leis Ponderais na Química?" e resolva os exercícios abaixo.

1.(Fuvest-SP) Os pratos A e B de uma balança foram equilibrados com um pedaço de papel em cada prato e efetuou-se a combustão apenas do material contido no prato A. Esse procedimento foi repetido com palha de aço em lugar de papel. Após cada combustão, observou-se:               Com papel                                    Com palha de açoa)      A e B no mesmo nível                 A e B no mesmo nível b)     A abaixo de B                                 A abaixo de B c)      A acima de B                                  A acima de B d)     A acima de B                                  A abaixo de B e)      A abaixo de B                                A e B no mesmo nível   2. (Mack-SP) Uma mistura de 1,5 mol de gás carbônico, 8 g de metano (16 g/mol) e 44,8 L de monóxido de carbono está contida em um balão de 30 L nas CNTP. É correto dizer que Dado: volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol. a) a pressão parcial do monóxido de carbono é o dobro da do metano. b) a pressão parcial do metano é o triplo da do gás carbônico. c) a pressão do gás carbônico é 1/4 da do monóxido de carbono. d) a pressão parcial do monóxido de carbono é o quádruplo da do metano. e) a pressão total é igual a 4 atm.   3. Observe na tabela a seguir as massas dos reagentes e do produto de uma reação que foram obtidas em várias experiências: [caption id="attachment_64059" align="aligncenter" width="300"] Tabela com dados em exercício sobre a lei das proporções constantes de Proust[/caption] Baseado na lei das proporções constantes de Proust, determine os valores de A, B, C, D, E e F, respectivamente: a) 56g, 68g, 3g, 17g, 6g, 11g b) 34g, 46g, 20g, 34g, 28g, 5g c) 56g, 34g, 6g, 34g, 28g, 11g d)34g, 68g, 3g, 34g, 6g, 11g e) 46g, 58g, 3g, 17g, 6g, 11g  

Gabarito

1. D Resolução passo-a-passo: Quando o papel é queimado, forma-se gás carbônico e vapor de água que abandonam o sistema (que é aberto), fazendo com que o prato A fique mais leve que o prato B (A acima de B). Já no caso de queimarmos a palha de aço, formam-se óxidos de ferro que permanecem no sistema, fazendo com que o prato B fique mais pesado do que o A (A abaixo de B).   2. D Resolução passo-a-passo: É necessário calcular a fração da quantidade de matéria (X) de cada gás na mistura. Para tal, precisamos primeiro encontrar os valores da quantidade de matéria (n):

n_CO2 = 1,5 mol

Cálculo de n_CH4: Cálculo de n_CO:

1 mol -------- 16g 1 mol -------- 22,4 L n_CH4 --------- 8g n_CO --------- 44,8 L n_CH4 = 0,5 mol n_CO = 2,0 mol

Cálculo da fração da quantidade de matéria de cada gás:

X_CO2 =            n_CO2            n_CO2 + n_CH4 + n_CO X_CO2 =        1,5           1,5 + 0,5 + 2,0 X_CO2 = 0,375 ou 37,5 % = % em pressão parcial X_CH4 =        n_CH4          n_CO2 + n_CH4 + n_CO X_CH4 =           0,5           1,5 + 0,5 + 2,0 X_CH4 = 0,125 ou 12,5 % = % em pressão parcial X_CO =         n_CO           n_CO2 + n_CH4 + n_CO X_CO =         2,0           1,5 + 0,5 + 2,0 X_CO = 0,5 ou 50 % = % em pressão parcial

A pressão parcial do monóxido de carbono (50%) é o quádruplo da pressão parcial do metano (12,5%).   3. A Resolução passo-a-passo: A lei de Proust diz que a proporção em massa das substâncias que reagem e que são produzidas em uma reação é fixa, constante e invariável. Assim, se a primeira reação segue a proporção em massa 28 : 6 : 34 , essa proporção deve continuar a ser seguida, veja:

II – A + 12 g → B

O valor da massa de H₂ dobrou de 6 g para 12 g, então as massas das outras substâncias também devem dobrar:

II – 56 g + 12 g → 68 g III – 14 g + C → D

O valor da massa de N₂ diminuiu pela metade, de 28 g para 14 g, então as massas das outras substâncias também devem diminuir pela metade:

III – 14 g + 3 g → 17 g IV – 56 g + E → 34 g + 28 g de N₂

Veja que a massa de N₂ dobrou (de 28 g para 56 g), no entanto, esse valor que aumentou ficou em excesso e sobrou no final, o que significa que a massa do H₂ permaneceu constante em 6 g e reagiu completamente com 28 g de N₂.

IV – 56 g + 6 g → 34 g + 28 g de N₂

A lei de Proust diz que a proporção em massa das substâncias que reagem e que são produzidas em uma reação é fixa, constante e invariável. Assim, se a primeira reação segue a proporção em massa 28 : 6 : 34 , essa proporção deve continuar a ser seguida, veja:

II – A + 12 g → B

O valor da massa de H₂ dobrou de 6 g para 12 g, então as massas das outras substâncias também devem dobrar:

II – 56 g + 12 g → 68 g III – 14 g + C → D

O valor da massa de N₂ diminuiu pela metade, de 28 g para 14 g, então as massas das outras substâncias também devem diminuir pela metade:

III – 14 g + 3 g → 17 g IV – 56 g + E → 34 g + 28 g de N₂

Veja que a massa de N₂ dobrou (de 28 g para 56 g), no entanto, esse valor que aumentou ficou em excesso e sobrou no final, o que significa que a massa do H₂ permaneceu constante em 6 g e reagiu completamente com 28 g de N₂.

IV – 56 g + 6 g → 34 g + 28 g de N₂ V – 28 g + F → 34 g + 5 g de H₂

Observe que a massa de N₂ continuou a mesma, mas como sobraram 5 g de H₂, isso quer dizer que esse valor estava em excesso. Assim, foram acrescentados 5 g de H₂ aos 6 g que já havia, ficando 11 g:

V – 28 g + 11 g → 34 g + 5 g de H₂ V – 28 g + F → 34 g + 5 g de H₂

Observe que a massa de N₂ continuou a mesma, mas como sobraram 5 g de H₂, isso quer dizer que esse valor estava em excesso. Assim, foram acrescentados 5 g de H₂ aos 6 g que já havia, ficando 11 g:

V – 28 g + 11 g → 34 g + 5 g de H₂