Exame de Física e Química A 2026 · 1.ª fase — item 2.4, resolvido

O ponto de partida. O item junta duas ideias, e a resposta é a ligação entre elas:

• a Lei de Avogadro: volumes iguais de gases diferentes, nas mesmas condições de pressão e de temperatura, contêm o mesmo número de partículas — e, portanto, a mesma quantidade de matéria;
• a quantidade de matéria obtém-se da massa pela massa molar, $n=\frac{m}{M}$.

Porque é que a Lei de Avogadro é verdadeira? Num gás, as moléculas estão muito afastadas umas das outras — a distância média entre elas é muito maior do que o seu tamanho. O volume que um gás ocupa é, quase todo, espaço vazio entre moléculas, e depende de quantas moléculas há, da pressão e da temperatura, mas não de que moléculas se trata. Uma molécula de ${\mathrm{N}}_2$, maior e mais pesada, ocupa no gás o mesmo «lugar» que uma de ${\mathrm{H}}_2$. É por isso que, nas mesmas condições, todos os gases têm o mesmo volume molar, $V_{\mathrm{m}}=\frac{V}{n}$, e o volume é diretamente proporcional à quantidade de matéria: $V=n{V}_{\mathrm{m}}$.

Comparar volumes de gases nas mesmas condições é, então, comparar quantidades de matéria. E o que o enunciado te dá são massas — o caminho é das massas às quantidades.

1.º — as massas molares

Da Tabela Periódica da prova: $M(\mathrm{N})=14,01\mathrm{g}\mathrm{mo}{\mathrm{l}}^{-1}$ e $M(\mathrm{H})=1,01\mathrm{g}\mathrm{mo}{\mathrm{l}}^{-1}$. As duas substâncias são diatómicas:

2.º — massas iguais, quantidades diferentes

Com a mesma massa $m$, a quantidade de matéria é inversamente proporcional à massa molar: quanto mais leve cada mole, mais moles cabem na mesma massa. O ${\mathrm{H}}_2$, de menor massa molar, tem maior quantidade de matéria. Quantas vezes maior:

Este é o primeiro elemento dos critérios. Repara que ele inclui a razão («como as massas dos dois gases são iguais…») — não chega afirmar que o ${\mathrm{H}}_2$ tem mais moles.

3.º — das quantidades aos volumes

Os dois gases estão nas mesmas condições de pressão e de temperatura: pela Lei de Avogadro, volumes iguais teriam a mesma quantidade de matéria — o segundo elemento. Logo o volume é proporcional à quantidade de matéria, e o gás com mais moles ocupa mais volume:

4.º — a conclusão

O gás que ocupa maior volume é o ${\mathrm{H}}_2$ — o terceiro elemento, e é a resposta à ordem «Conclua». Escreve-a numa frase própria, no fim.

um exemplo com números e outro caminho

Toma $28,02\mathrm{g}$ de cada gás. Isso é $1,000\mathrm{mol}$ de ${\mathrm{N}}_2$ e $\frac{28,02}{2,02}=13,9\mathrm{mol}$ de ${\mathrm{H}}_2$. Em condições PTN ($V_{\mathrm{m}}=22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{mo}{\mathrm{l}}^{-1}$), o ${\mathrm{N}}_2$ ocupa $22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$ e o ${\mathrm{H}}_2$ cerca de $311\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$.

Podes chegar à mesma conclusão pela massa volúmica: nas mesmas condições, $\rho =\frac{m}{V}=\frac{M}{V_{\mathrm{m}}}$, e o ${\mathrm{H}}_2$, com menor massa molar, é o gás menos denso; para a mesma massa, o menos denso ocupa maior volume. É um raciocínio cientificamente válido, mas os critérios estão escritos em termos de quantidade de matéria — se o seguires, tem de ficar claro que, nas mesmas condições de pressão e temperatura, a massa volúmica de um gás é proporcional à sua massa molar, o que é a Lei de Avogadro por outras palavras.

como o item é corrigido

O item é classificado por níveis de desempenho, e conta duas coisas: quantos dos três elementos apresentas e como estão articulados e escritos.

• Com os três elementos e um texto articulado, com linguagem científica adequada: $10$ pontos. Com falhas de articulação ou de linguagem: $8$.
• Com dois elementos (quaisquer dois): $6$ ou $4$.
• Com um elemento, bem escrito: $2$ — mas só se for um dos dois primeiros. Responder apenas «o ${\mathrm{H}}_2$», sem justificação, é apresentar só o terceiro elemento, e não há nível para isso: vale zero.

A articulação é o que liga os elementos numa explicação: «Como… terá maior quantidade de matéria…»; «Nas mesmas condições…, volumes iguais…»; «Conclui-se que…». Três frases encadeadas chegam para o nível máximo.

onde se perdem pontos

• Dar a conclusão sem justificação. Como se viu, a conclusão sozinha vale zero.
• Pensar que o gás «mais pesado» ocupa mais volume. Quem raciocina com o tamanho ou a massa das moléculas conclui que o ${\mathrm{N}}_2$ ocupa mais — e essa ideia contradiz a Lei de Avogadro. Os critérios gerais mandam não considerar elementos que evidenciem contradições.
• Esquecer a massa molar. Dizer que o ${\mathrm{H}}_2$ tem mais quantidade de matéria «porque é mais leve» é vago; o termo científico é menor massa molar, e a relação é $n=\frac{m}{M}$.
• Omitir as condições da Lei de Avogadro. A igualdade de volumes e quantidades só vale nas mesmas condições de pressão e de temperatura — o enunciado di-lo, e o texto deve usá-lo.
• Usar abreviaturas e símbolos soltos. «$n\uparrow \Rightarrow V\uparrow$» ou siglas não identificadas são falhas de linguagem científica e descem-te um nível.
• Responder com cálculos e sem texto. O item pede um texto bem estruturado. Os números podem apoiar, mas não substituem as frases.

para reconhecer o próximo item deste tipo

Gases nas mesmas condições de pressão e de temperatura: volume e quantidade de matéria andam juntos ($V=n{V}_{\mathrm{m}}$, com o mesmo $V_{\mathrm{m}}$ para todos). Se o enunciado der massas, passa por $n=\frac{m}{M}$: massas iguais → mais moles e mais volume para o gás de menor massa molar; volumes iguais → mesmo número de moles, e mais massa para o de maior massa molar.