A análise elementar de composto forneceu os seguintes dados:
. Quando
do composto são vaporizados em um aparelho de Victor Meyer, há um deslocamento de
de ar, medidos a
, sobre água e à pressão barométrica de 745 torr, levando-se em conta que o vapor de água tem
torr a
. Calcular, para o composto:
(b) a massa molecular aproximada;
(b) a massa molecular aproximada;
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente tem um composto com a seguinte composição: 39,98% de carbono ©, 6,72% de hidrogênio (H) e 53,30% de oxigênio (O). Quando 0,1510 g desse composto são vaporizados, ocupa um volume de 33,8 cm³ de ar nas condições dadas. A pergunta é para calcular a massa molecular aproximada desse composto.
Para resolver isso, vamos precisar usar a teoria dos gases ideais, que nos ajuda a relacionar pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria (moles) de um gás. Também vamos levar em conta a pressão parcial do vapor d’água presente no sistema.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender a pressão total no sistema. A pressão barométrica fornecida é de 745 torr. Entretanto, parte dessa pressão é devido ao vapor d’água, que tem uma pressão de 23,75 torr a 25°C. Então, a pressão exercida pelo gás do nosso composto é a pressão total menos a pressão do vapor d’água:
Passo 3
Agora, vamos converter essa pressão para atmosferas (atm), porque a constante dos gases ideais ® geralmente é dada em litros atm/mol K. Sabemos que:
Então,
Passo 4
Em seguida, vamos converter o volume de cm³ para litros, já que a unidade de R é em litros:
A temperatura também precisa estar em Kelvin:
Passo 5
Agora, vamos usar a equação dos gases ideais para encontrar a quantidade de matéria (número de moles) do composto vaporizado:
Resolvendo para $ n $:
Onde:
- $ P = 0,949, atm $
- $ V = 0,0338, L $
- $ R = 0,0821, L atm/mol K $
- $ T = 298,15, K $
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora que temos a quantidade de matéria, podemos calcular a massa molecular (massa molar) do composto. A massa molar é dada por:
Onde:
- Massa = 0,1510 g
- $ n = 0,00131, mol $
Então,
Resposta
A massa molecular aproximada do composto é de 115,3 g/mol.