1- Nos frascos de spray, usavam-se como propelentes compostos orgânicos conhecidos como clorofluorocarbonos. As substâncias mais empregadas eram
(Fréon 12) e
(Fréon 113). Num depósito abandonado, foi encontrado um cilindro supostamente contendo um destes gases. Identifique qual é o gás, sabendo-se que o cilindro tinha um volume de
, a massa do gás era de 85 g e a pressão era de
a
.
Passo 1
O enunciado pede que identifiquemos qual dos dois gases (Fréon 12 ou Fréon 113) está no cilindro, usando os dados do cilindro. Dados fornecidos:
- Volume do cilindro:
. - Massa do gás no cilindro:
. - Pressão do gás:
. - Temperatura:
. - As duas substâncias candidatas são:
(Fréon 12) e (Fréon 113).
Pergunta explícita: identificar qual dos dois gases é o que está no cilindro.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar: a lei dos gases ideais, que relaciona pressão, volume, número de mols e temperatura:
Aqui:
-
é a pressão do gás (em ), -
é o volume (em ), -
é o número de mols (o que queremos achar primeiro), -
é a constante dos gases ideais (vou usar ), -
é a temperatura absoluta em kelvin ( ).
Passo importante: converter a temperatura de graus Celsius para kelvin:
Passo 3
Isolamos
na lei dos gases ideais:
Agora substituímos os valores (sempre usando as unidades compatíveis):
Calculemos o denominador passo a passo:
Agora o quociente:
Arredondando de forma razoável para três algarismos significativos (dados originais têm 3 sinais relevantes):
Passo 4
Agora calculamos a massa molar (massa molar experimental) do gás no cilindro, usando
onde
é a massa em gramas e
o número de mols. Substituindo:
Arredondando para três algarismos significativos:
Passo 5
Agora calculamos as massas molares teóricas (a partir das massas atômicas aproximadas) de cada candidato, para comparar.
Usarei massas atômicas aproximadas:
,
,
(todas em
).
Para
(Fréon 12):
Para
(Fréon 113):
Passo 6
Comparação final (números obtidos):
- Massa molar experimental do gás no cilindro:
(Passo 4). - Massa molar de
(Fréon 12): (Passo 5). - Massa molar de
(Fréon 113): (Passo 5).
O valor experimental
coincide muito bem com
(diferença pequena, compatível com arredondamentos e precisão dos dados), e é muito diferente do valor de
. Portanto, pelo critério da massa molar, o gás no cilindro é o composto cuja massa molar teórica é aproximadamente
.
Passo 7
Observação sobre precisão e procedimento para a prova: o caminho que usamos é padrão — usar a lei dos gases ideais para achar
, dividir a massa medida por
para achar a massa molar experimental e comparar com massas molares teóricas dos candidatos. Em prova, siga esses passos, mantenha atenção às unidades (usar kelvin, L, atm se usar
em
), e sempre calcule massas molares dos candidatos somando massas atômicas. Vai tranquilo — você já tem a técnica e fez tudo passo a passo!
Resposta
Fréon 12: