Exercícios sobre volume molar
Estes exercícios sobre volume molar envolvem cálculos estequiométricos que precisam do valor dado para o volume molar dos gases, que é 22,4 L nas CNTP.
(PUC-MG) Sob condições apropriadas, gás acetileno (C2H2(g)) e ácido clorídrico reagem para formar cloreto de vinila, C2H3Cl(g). Essa substância é usada para produzir policloreto de vinila (P.V.C.) – plástico – e foi considerada recentemente carcinogênica. A reação na formação do C2H3Cl pode ser representada pela equação:
C2H2(g) + 1 HCl(aq) → C2H3Cl(g)
Quando se obtêm 2 mol de cloreto de vinila, o volume de gás acetileno consumido, nas CNTP (0ºC e 1 atm), é igual a:
a) 11,2 L
b) 22,4 L
c) 33,6 L
d) 44,8 L
e) 89,2 L
A reação de combustão completa da acetona pode ser representada pela seguinte equação:
C3H6O(v) + O2(g) → CO2(g) + H2O(v)
Considere essa reação feita sob pressão de 100 000 Pa e na temperatura de 17 ºC e calcule o volume de gás carbônico, CO2(g), obtido na queima completa de 3,0 . 1026 moléculas de propanona, C3H6O(v).
a) 22,4 L.
b) 21,93 L.
c) 650,32 L.
d) 25 L.
e) 36180 L
(FEI-SP) Nas condições normais de pressão e temperatura (CNTP), o volume ocupado por 10 g de monóxido de carbono (CO) é de: (Dados: C = 12 u, O = 16 u, volume molar = 22,4 L).
a) 6,0 L
b) 8,0 L
c) 9,0 L
d) 10 L
e) 12 L
O gás oxigênio (O2), quando submetido a faíscas elétricas, é transformado em gás ozônio (O3), de acordo com a equação:
3 O2(g) → 2 O3(g)
Se submetermos 60 L de O2 a esse processo, obteremos qual volume de O3 nas CNTP?
a) 60 L.
b) 40 L.
c) 30 L.
d) 20 L.
e) 10 L.
Alternativa “d”.
Nesse caso temos todos os gases nas mesmas condições de temperatura e pressão. Visto que estão nas CNTP, 1 mol de qualquer gás ocupa o volume de 22,4 L (volume molar). Então podemos fazer a seguinte relação:
1 C2H2 + 1 HCl → 1 C2H3Cl
1 mol –------- 22,4 L
2 mol –------- V
V = 44,8 L.
Alternativa “e”.
Depois de balanceada, a equação fica assim:
1 C3H6O(v) + 4 O2(g) → 3 CO2(g) + 3 H2O(v)
Cálculo do volume molar:
Pinicial . Vinicial = Pifinal . Vifinal
Tinicial Tiinal
100 000 . 22,71 = 100 000 . Vifinal
273,15 290,15
Vifinal = 100 000 . 22,71 . 290,15
100 000 . 273,15
Vifinal = 24,12 L (volume molar)
1 . 6,02 . 1023 de C3H6O(v) --------- 3 . 24,12 L de CO2(g)
3,01 . 1026 de C3H6O(v) ------------- x
x = 3 . 21,93 . 3,01 . 1026
1 . 6,02 . 1023
x = 36180 L de CO2(g)
Alternativa “b”.
Dados nas CNTP:
P = 1 atm;
T = 273 K;
m = 10 g;
R = 0,082 atm . L . mol-1
V = ?
Basta aplicar na equação de Clapeyron:
P . V = n . R . T
(n = m/M)
P . V = m . R . T
M
V = m . R . T
M . P
V = (10 g) . (0,082 atm . L . mol-1) . (273 K)
(28 g . mol-1) . (1 atm)
V ≈ 8,0 L
Alternativa “b”.
O volume molar dos gases nas CNTP é igual a 22,4 L/mol.
Assim, temos:
3 O2(g) → 2 O3(g)
3 mol de O2(g) . 22,4 L ------2 mol de O3(g) . 22,4 L
60 L ------------------------- x
67,2 L de O2(g) ------ 44,8 L de O3(g)
60 L ------------------------- x
x = 60 . 44,8
67,2
x = 40 L de O3(g)