A adsorção de cloreto de etila (
) em uma amostra de carvão a
e em diversas pressões diferentes é:
|
20 | 50 | 100 | 200 | 300 |
---|---|---|---|---|---|
massa adsorvida
|
3 | 3,8 | 4,3 | 4,7 | 4,8 |
Se a área da molécula de cloreto de etila for
, qual será a área superficial do carvão?
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que a gente tem adsorção de cloreto de etila (C₂H₅Cl) sobre carvão a 0 °C, em várias pressões. Foi medida a massa de vapor que “grudou” no carvão em cada pressão. A massa molar do cloreto de etila é 64,51 g·mol⁻¹ e cada molécula ocupa uma área de 0,260 nm².
O que vamos usar aqui?
O que vamos usar aqui?
- Conceito de camada monomolecular: a massa máxima adsorvida representa uma camada única de moléculas cobrindo toda a superfície.
- Cálculo de mols a partir de massa e massa molar.
- Número de Avogadro para converter mols em moléculas.
- Multiplicar número de moléculas pela área de cada molécula para achar a área total.
Passo 2
Primeiro, identificar a massa que corresponde à camada monomolecular completa. Olhando na tabela, a massa adsorvida “estabiliza” em 4,8 g quando a pressão chega a 300 mmHg. Então esse é o valor que usamos como massa de uma monolayer:
Passo 3
Agora calculamos quantos mols de C₂H₅Cl cabem nesses 4,8 g. A fórmula é
onde
é a massa e
a massa molar. Logo:
Passo 4
Em seguida, a gente converte mols em número de moléculas usando o número de Avogadro
:
Passo 5
Cada molécula ocupa uma área de
. Primeiro, vamos colocar isso em metros quadrados:
Então a área total é
Resposta
A área superficial total do carvão é aproximadamente
.