--- title: "O ar, uma mistura de gases" book: "Química dos ensinos fundamental e médio" subject: chemistry language: pt chapter: 4 exercises: 11 source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases license: CC-BY-NC-SA-4.0 credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)" --- # Capítulo 4 — O ar, uma mistura de gases Num dia de vento, uma pipa puxa a linha, e no lago uma vela se enche e empurra o barco. Alguma coisa está empurrando os dois, mas não há nada para ver. Essa coisa é o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). Não conseguimos vê-lo, mas ele está em toda a nossa volta, enche cada garrafa vazia e cada cômodo, e nós o puxamos para dentro a cada respiração. De que o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) é feito? **O que você já sabe.** [Misturar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) é juntar coisas diferentes; o que obtemos é uma mistura dessas coisas, e nada se perde quando as [misturamos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) ([Capítulo 2](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#ch-g2-mixing-and-dissolving)). ![Uma pipa e uma vela: o ar não pode ser visto, mas ele empurra.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/img-1870ce84784f.jpg) *Uma pipa e uma vela: o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) não pode ser visto, mas ele empurra.* ## 4.1 O ar está em toda parte **Exemplo 4.1 (Um copo de boca para baixo).** Um lenço de papel seco é empurrado até o fundo de um copo vazio. O copo é virado de boca para baixo e afundado reto numa tigela com água. Quando ele é tirado de novo, o lenço continua seco. O copo não estava vazio: estava cheio de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), e o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) não deixou a água entrar. ![O copo é afundado de boca para baixo na água. O ar preso lá dentro não deixa a água entrar, e o lenço continua seco.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/fig-32085ec921e3.svg) *O copo é afundado de boca para baixo na água. O [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) preso lá dentro não deixa a água entrar, e o lenço continua seco.* **Observação 4.2 (O ar é um gás).** O [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) é um gás: ele não tem forma própria e se espalha para ocupar qualquer recipiente. Mesmo assim, ele é matéria, e um balão cheio de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) pesa um pouquinho mais do que o mesmo balão vazio. O que são os gases, e por que eles se comportam assim, é contado no livro de física. ## 4.2 O ar é uma mistura **Definição 4.3 (Ar).** O *ar* é a mistura de gases que envolve a Terra. Ele não é um gás só: vários gases estão [misturados](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/2-misturar-e-dissolver#def-g2-mixing-and-dissolving-mix) nele, e eles podem ser separados uns dos outros. **Proposição 4.4 (De que o ar é feito).** Deixando de lado o vapor de água, o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) é feito de: - **nitrogênio** , cerca de quatro quintos do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) ; - **oxigênio** , cerca de um quinto do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) ; - um pouco de **argônio** , cerca de 1 parte em 100; - um tantinho de **dióxido de carbono** , cerca de 4 partes em 10 000, e quantidades minúsculas de outros gases. O [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) também contém **vapor de água**, invisível: muito pouco num dia frio e seco, até cerca de 4 partes em 100 num dia quente e úmido. **Exemplo 4.5 (Cem garrafas de ar).** Imagine 100 garrafas de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco, e os gases do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) separados em garrafas diferentes. Cerca de 78 garrafas teriam nitrogênio, 21 garrafas oxigênio, e a última garrafa argônio, com o equivalente a umas gotinhas de dióxido de carbono e de outros gases. ![Cem quadrados de ar seco. O quadrado lá embaixo, à direita, contém o argônio e o dióxido de carbono, pequeno demais para ser desenhado sozinho.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/fig-bc68a0742e0b.svg) *Cem quadrados de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco. O quadrado lá embaixo, à direita, contém o argônio e o dióxido de carbono, pequeno demais para ser desenhado sozinho.* **Observação 4.6 (Nomes de gases).** Nitrogênio, oxigênio, argônio e dióxido de carbono são nomes de gases. Todos eles são incolores e não têm cheiro. Um capítulo mais adiante mostra de que cada um deles é feito, até os pedacinhos minúsculos que formam toda a matéria. ## 4.3 O ar que inspiramos e expiramos **Proposição 4.7 (O ar expirado).** O [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que soltamos não é o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que puxamos. Nosso corpo fica com uma parte do oxigênio e solta dióxido de carbono e vapor de água: - cerca de 21 partes em 100 do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) inspirado são oxigênio, mas só cerca de 16 partes em 100 do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado; - o dióxido de carbono passa de cerca de 4 partes em 10 000 para cerca de 4 partes em 100: umas cem vezes mais; - o nitrogênio é expirado do mesmo jeito que foi inspirado. ![O ar inspirado e o ar expirado, em partes em 100 (sem o vapor de água, números arredondados). O dióxido de carbono do ar inspirado, 4 partes em 10 000, é pequeno demais para aparecer como barra.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/fig-d224dcd0b40c.svg) *O [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) inspirado e o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado, em partes em 100 (sem o vapor de água, números arredondados). O dióxido de carbono do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) inspirado, 4 partes em 10 000, é pequeno demais para aparecer como barra.* **Exemplo 4.8 (Uma sala cheia de gente).** Numa sala de aula pequena com as janelas fechadas, trinta pessoas soltam dióxido de carbono a manhã inteira. Pouco a pouco, o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) da sala passa a ter menos oxigênio e mais dióxido de carbono, e as pessoas se sentem cansadas. Abrir as janelas traz [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco de volta. ![Um mergulhador respira o ar do cilindro que leva nas costas; as bolhas são o ar expirado.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/img-f21b21b5af1a.jpg) *Um mergulhador respira o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) do cilindro que leva nas costas; as bolhas são o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado.* **Observação 4.9 (Por que os mergulhadores respiram ar).** O cilindro de um mergulhador é enchido com [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) apertado num espaço pequeno, e não com oxigênio puro: respirar oxigênio puro no fundo da água é perigoso. O nitrogênio do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) está lá para diluir o oxigênio. ## 4.4 O oxigênio da vida e do fogo **Proposição 4.10 (O oxigênio é consumido pelos seres vivos e pelas chamas).** De todos os gases do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), o oxigênio é aquele de que os seres vivos e as chamas precisam. Os animais e as pessoas o puxam quando respiram; uma chama o tira do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) em volta dela. As plantas verdes, de dia, devolvem oxigênio ao [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). **No laboratório — Uma vela debaixo de um pote.** O professor acende uma vela em cima de um azulejo e abaixa devagar um grande pote de vidro sobre ela. A chama diminui, treme e se apaga depois de alguns segundos: em volta da chama, o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) tem pouco oxigênio demais para mantê-la acesa. Debaixo de um pote duas vezes maior, a vela queima cerca de duas vezes mais tempo, porque há cerca de duas vezes mais [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), e portanto duas vezes mais oxigênio, para consumir. ![Uma vela debaixo de um pote de vidro se apaga quando sobra pouco oxigênio demais em volta da chama.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g4-air-a-mixture-of-gases/img-cab6b262b20d.jpg) *Uma vela debaixo de um pote de vidro se apaga quando sobra pouco oxigênio demais em volta da chama.* **Observação 4.11 (O nitrogênio não queima).** O nitrogênio é a maior parte do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), mas ele não mantém uma chama acesa e não é usado pelo nosso corpo. Se o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fosse só nitrogênio, não poderíamos respirar e nada poderia queimar. ## 4.5 Exercícios **Exercício 4.1 ★.** O [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) é um gás só ou uma mistura? Diga os dois principais gases do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). **Solução de Exercício 4.1.** Uma mistura. Os dois principais gases dela são o nitrogênio e o oxigênio. **Exercício 4.2 ★.** Mais ou menos que fração do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) é nitrogênio? Mais ou menos que fração é oxigênio? **Solução de Exercício 4.2.** Cerca de quatro quintos do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) são nitrogênio, cerca de um quinto é oxigênio. **Exercício 4.3 ★.** Em 100 litros de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco, mais ou menos quantos litros são nitrogênio? Mais ou menos quantos litros são oxigênio? **Solução de Exercício 4.3.** Cerca de 78 litros de nitrogênio e cerca de 21 litros de oxigênio. **Exercício 4.4 ★.** Uma garrafa vazia é afundada de boca para baixo numa bacia com água. Por que a água não enche a garrafa? **Solução de Exercício 4.4.** A garrafa não está vazia: ela está cheia de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), e o [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) preso não deixa a água entrar. **Exercício 4.5 ★.** Olhe o gráfico de barras. De que gás há menos no [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) expirado? De que gás há mais? **Solução de Exercício 4.5.** Há menos oxigênio (16 partes em 100 em vez de 21) e mais dióxido de carbono (4 partes em 100 em vez de quase nada). **Exercício 4.6 ★.** De que gás do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) uma chama precisa? De que gás do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) nós precisamos quando respiramos? **Solução de Exercício 4.6.** O oxigênio nos dois casos: uma chama e o nosso corpo usam, os dois, o oxigênio do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). **Exercício 4.7 ★.** Olhe a figura dos 100 quadrados. Quantos quadrados são nitrogênio? Quantos não são nitrogênio? **Solução de Exercício 4.7.** 78 quadrados são nitrogênio; $100 - 78 = 22$ quadrados não são. **Exercício 4.8 ★.** Por que uma vela debaixo de um pote se apaga depois de um tempo? **Solução de Exercício 4.8.** A chama consome o oxigênio do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) que está no pote. Quando sobra pouco oxigênio demais em volta da chama, ela se apaga. **Exercício 4.9 ★.** Em 500 litros de [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), mais ou menos quantos litros são oxigênio? (Um quinto do [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) é oxigênio.) **Solução de Exercício 4.9.** Um quinto de 500 litros: $500 \div 5 = 100$ litros de oxigênio. **Exercício 4.10 ★★.** Por que é uma boa ideia abrir as janelas de uma sala de aula entre uma aula e outra? **Solução de Exercício 4.10.** As pessoas na sala inspiram oxigênio e expiram dióxido de carbono. Abrir as janelas traz de volta [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) fresco, com mais oxigênio e menos dióxido de carbono. **Exercício 4.11 ★★.** Uma vela queima durante 10 segundos debaixo de um pote pequeno. Mais ou menos quanto tempo ela queimaria debaixo de um pote com três vezes mais [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)? **Solução de Exercício 4.11.** Três vezes mais [ar](#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) contém três vezes mais oxigênio: cerca de $3 \times 10 = 30$ segundos.