44-(FAAP-SP) Em um recipiente indeformável de 10 L são colocados 46 g de
. O sistema é aquecido até
, ocorrendo a reação representada pela equação
. Sabendo que, a massa temperatura, o grau de dissociação do
é igual a
, calcule a pressão parcial de
no sistema (massas atômicas:
).
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma coisa só: calcular a pressão parcial do
no sistema.
Dados fornecidos:
O que pedir: a pressão parcial de
no equilíbrio.
Passo 2
Calcular a massa molar (
) do
. Explicação rápida: a massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos que compõem a molécula; dá quantos gramas tem 1 mol da substância.
Substituindo os valores dados:
Passo 3
Calcular o número de mols inicial (
) de
. Fórmula usada:
. Vou mostrar passo a passo.
Passo 4
Entender o grau de dissociação e aplicar este conceito à estequiometria da reação.
Definição: o grau de dissociação
é a fração dos mols iniciais que se decomporam. Aqui
, então
de
dissocia.
Seja
o número de mols de
que dissociaram:
Pela equação
, para cada mol de
que se dissocia formam-se
mols de
. Assim:
Passo 5
Explicar como calcular a pressão parcial de uma espécie gasosa num misto ideal.
Lei dos gases ideais (para um número
de mols de um gás ocupando volume
a temperatura
):
onde:
-
é a pressão do gás (no mesmo sistema de unidades das constantes), -
é o número de mols da espécie considerada, -
é a constante universal dos gases ( ), -
é a temperatura absoluta em kelvin ( ), -
é o volume em litros ( ).
Importante: a pressão parcial de um gás numa mistura ideal pode ser calculada diretamente usando o número de mols desse gás na mistura e a mesma
e
(assumindo comportamento ideal). Então a pressão parcial do
em equilíbrio é
Também preciso converter a temperatura para kelvin:
Passo 6
Substituir os valores numéricos na expressão de
. Vou fazer as contas passo a passo para você poder reproduzir na prova sem calculadora complexa (só multiplicações e divisões simples):
Calcule em etapas:
Então a pressão parcial do
é aproximadamente
.
Passo 7
(se quiser em outra unidade) Converter para quilopascal (
). Explicação:
. Então:
Dica final (para a prova): calcular moles iniciais e aplicar imediatamente o grau de dissociação costuma ser o caminho mais rápido. Outra via é usar fração molar e a pressão total, mas a igualdade direta
é a mais direta e menos sujeita a erro.