Urgentee, tenho um vestibular no domingo. Fiquei na duvida entre a B e a D, mas no gabarito consta só a D como correta. Alguém pode me explicar o porquê da B estar errada? Desde já, agradeço.
24. Ao se observar uma bexiga cheia de um gás, verifica-se seu esvaziamento devido ao fenômeno de
efusão. Este fenômeno foi estudado por Thomas Graham, o qual verificou que a velocidade de efusão é
inversamente proporcional à raiz quadrada de sua massa molar da molécula do gás. Sobre isso, pode-se
considerar correta a seguinte afirmação:
A. A velocidade de efusão do oxigênio é aproximadamente quatro vezes a velocidade de efusão do hélio.
B. A velocidade de efusão do hidrogênio é aproximadamente o dobro da velocidade de efusão do hélio.
C. A velocidade de efusão do hidrogênio é aproximadamente a metade da velocidade de efusão do hélio.
D. A velocidade de efusão do hidrogênio é aproximadamente quatro vezes a velocidade de efusão do
oxigênio.
E. A velocidade de efusão do hidrogênio é aproximadamente a quarta parte da velocidade de efusão do
oxigênio
Respostas
A afirmação correta está é presente no item D): A velocidade de efusão do hidrogênio é aproximadamente quatro vezes a do oxigênio.
Perceba que a questão trata da efusão de um gás, afirmando que "a velocidade de efusão é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar da molécula do gás" e solicita a alternativa correta.
Quando a questão diz que a velocidade de efusão (Vef) é inversamente proporcional à raiz quadrada da massa molar (MM) da molécula, isso significa que ela pode ser escrita na forma:
Vef = 1 / √MM
Analisando as alternativas:
A) A massa molar da molécula de oxigênio é duas vezes a massa de um oxigênio (16 u). Já o hélio, por ser um gás nobre, ocorre sozinho (sem estar ligado com outro He), isso significa que sua massa molar é a de apenas um átomo (4 u).
MM(O₂) = 2.16 = 32 g/mol
MM(He) = 1.4 = 4 g/mol
Logo, a velocidade de efusão do oxigênio (O₂) é dada por:
Vef(O₂) = 1/√MM(O₂)
Vef(O₂) = 1/√32 [racionalize]
Vef(O₂) = √2/8 ≈ 0,176
E a do hélio
Vef(He) = 1/√4
Vef(He) = 1/2 = 0,5
A alternativa A está incorreta, pois percebemos que 0,176 não é o dobro de 0,5.
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B) Lembre-se de que o hidrogênio precisa formar uma ligação covalente com outro átomo dele mesmo. Portanto, a massa molar de sua molécula será:
MM(H₂) = 2.1 = 2 g/mol
Assim, a velocidade de efusão é:
Vef(H₂) = 1/√2 [racionalize]
Vef(H₂) = √2/2 ≈ 0,705
Essa velocidade não é duas vezes a do hélio, pois, como calculado no item A), 0,705 não é o dobro de 0,5. Logo, item B) está incorreto.
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C) Este item C) também está errado, pois como calculado nos itens anteriores, 0,705 não é a metade de 0,5.
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D) Correto. A velocidade do hidrogênio é aproximadamente 4 vezes a do oxigênio, observe:
Vef(H₂) = 4.Vef(O₂)
0,705 = 4.0,176
0,705 ≈ 0,704
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E) O item E) está incorreto, já que, pelo item D, a velocidade do hidrogênio é quatro vezes a do oxigênio.