Uma amostra de oxigênio com volume de
é coletada sobre água a uma temperatura de
e pressão de 710,0 Torr. Determine o volume do gás seco nas CNTP (
da água a
é 17,5 Torr ).
Passo 1
O que o problema pede:
- Determinar o volume do gás oxigênio seco nas CNTP (isto é, o volume que o O2 ocuparia depois de remover o vapor d’água e de ajustar para pressão e temperatura padrão).
Informações fornecidas (pego do enunciado):
- Volume da amostra coletada:
. - Temperatura da coleta:
. - Pressão total (sobre a água):
. - Pressão de vapor da água a
: . - CNTP adotada: pressão
e temperatura .
Passo 2
Determinar a pressão parcial do oxigênio na coleta (porque o gás foi coletado sobre água): pelo princípio das pressões parciais, a pressão total é a soma da pressão do gás seco mais a pressão de vapor da água. Assim:
Substituindo os valores dados:
Explicação breve: como parte da pressão medida vem do vapor d’água, deve-se subtrair essa contribuição para obter a pressão apenas do oxigênio.
Passo 3
Converter temperaturas para Kelvin (obrigatório ao usar leis dos gases):
Breve motivo: a relação entre pressão, volume e temperatura requer temperatura absoluta (Kelvin) para ser válida.
Passo 4
Relacionar os estados usando a lei combinada dos gases:
onde
-
e são pressão e temperatura na condição inicial (a pressão do oxigênio seco e ); -
é o volume medido ( ); -
e são pressão e temperatura nas CNTP; -
é o volume procurado nas CNTP.
Isolando
:
Passo 5
Substituir os valores numéricos e calcular passo a passo (as unidades de pressão em Torr se cancelam entre si):
Calcular a razão de pressões:
Calcular a razão de pressões:
Calcular a razão de temperaturas:
Produto das razões:
Agora calcular
:
Arredondamento e algarismos significativos: o volume inicial foi dado com três algarismos significativos (
), então expressa-se o resultado com três algarismos significativos:
.
Passo 6
Resumo prático para a prova (dica curta e encorajamento): subtrai a pressão de vapor da água para obter a pressão do gás seco, converte temperaturas para Kelvin, usa a lei combinada
. Boa — você já consegue fazer esse tipo de exercício passo a passo!