Coloque os seguintes gases em ordem crescente de velocidade molecular média e taxa de efusão:
e CO .
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra colocar cinco gases (Ne, HBr, SO₂, NF₃ e CO) em ordem crescente de velocidade molecular média e também de taxa de efusão. Isso é tópico de teoria cinética dos gases, com duas ideias principais:
- velocidade quadrática média (v_rms) de um gás a certa temperatura;
- Lei de Graham pra efusão.
Pra resolver a gente só precisa saber as fórmulas, calcular as massas molares e comparar, porque a temperatura é a mesma pra todo mundo.
Passo 2
Teoria da velocidade quadrática média:
A velocidade média de um gás ideal a temperatura T é dada por
A velocidade média de um gás ideal a temperatura T é dada por
onde R é a constante dos gases (8,314 J/mol·K) e M é a massa molar (em kg/mol). Como R e T são iguais pra todo gás, vale:
Ou seja, quanto menor a massa molar, maior a velocidade média.
Pra efusão, a Lei de Graham diz que a taxa de efusão r segue a mesma dependência:
Pra efusão, a Lei de Graham diz que a taxa de efusão r segue a mesma dependência:
Então gases leves se movem e escapam (efundem) mais rápido.
Passo 3
Agora as massas molares aproximadas (em g/mol):
- Ne: 20,18
- CO: 28,01
- SO₂: 64,06
- NF₃: 71,00
- HBr: 80,91
Passo 4
Como
, quem tem maior M fica com menor velocidade. Ordenando M de maior para menor dá a ordem de v de menor para maior:
HBr (80,9) → NF₃ (71) → SO₂ (64,1) → CO (28) → Ne (20,2)
HBr (80,9) → NF₃ (71) → SO₂ (64,1) → CO (28) → Ne (20,2)
Resposta
Ordem crescente de velocidade molecular média e de taxa de efusão:
HBr < NF₃ < SO₂ < CO < Ne
HBr < NF₃ < SO₂ < CO < Ne