Ácido nítrico é produzido dissolvendo-se
em água de acordo com a reação
Quantos litros de
a
e 770 Torr são necessários para produzir 10 g de
?
Passo 1
O enunciado pede que se determine o volume de
nas condições dadas necessário para produzir
de
pela reação
Informações e dados fornecidos:
- massa de produto desejada:
de (peguei esse valor do enunciado). - temperatura:
(peguei esse valor do enunciado). - pressão:
(peguei esse valor do enunciado). - equação química balanceada (peguei do enunciado), que dá a relação estequiométrica entre mols de
e mols de .
O objetivo é transformar a massa deem mols, usar a estequiometria para achar os mols de necessários e então usar a lei dos gases ideais para converter esses mols em volume nas condições dadas.
Passo 2
Calcular o número de mols de
contidos em
.
Explicação rápida: a relação entre massa, mols e massa molar é
Explicação rápida: a relação entre massa, mols e massa molar é
onde
é o número de mols,
é a massa e
é a massa molar (massa de
mol da substância).
Primeiro calculo a massa molar de
. Usando massas atômicas aproximadas:
-
, -
, -
.
Então
Agora os mols de
:
(arreondado em quatro casas significativas para manter precisão nos cálculos seguintes).
Passo 3
Usar a estequiometria da reação para achar os mols de
necessários.
Explicação rápida: a equação balanceada dá a proporção entre mols das substâncias envolvidas. Da equação temos que mols de
produzem
mols de
. Assim
Explicação rápida: a equação balanceada dá a proporção entre mols das substâncias envolvidas. Da equação temos que
Substituindo
:
Passo 4
Converter temperatura e pressão para as unidades compatíveis com a lei dos gases ideais.
- Temperatura:
- Pressão: converter de
para (usa-se ):
Passo 5
Aplicar a lei dos gases ideais para obter o volume.
Explicação da fórmula: a lei dos gases ideais é
Explicação da fórmula: a lei dos gases ideais é
onde
é a pressão,
é o volume,
é o número de mols,
é a constante dos gases e
é a temperatura absoluta em Kelvin. Isolando
:
Vou usar o valor de
compatível com pressão em
e volume em litros:
Passo 6
Calcular passo a passo o volume:
Primeiro calcular :
Primeiro calcular
Multiplicar por
:
Dividir pela pressão
:
Passo 7
Arredondamento e interpretação final.
Considerando os dados iniciais e a precisão comum em problemas desse tipo, o volume de necessário é aproximadamente
Considerando os dados iniciais e a precisão comum em problemas desse tipo, o volume de
Resumo do raciocínio: converti a massa desejada de
em mols, usei a razão estequiométrica
:
para achar mols de
e, por fim, apliquei
com as conversões de temperatura e pressão para obter o volume. Você mandou bem pedindo passo a passo — essa é exatamente a sequência prática para fazer rápido na prova. Força aí, estamos quase lá!