Após a adição de
de gás
em uma caixa de
a
, a caixa é aquecida a 500 K e o sistema permanece fechado. Nesta temperatura, a amônia é parcialmente decomposta a
e
, e um barômetro acusa a pressão interna de
. Encontre o número de moles de cada componente presente a 500 K .
Resp.:
Resp.:
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o problema está pedindo. Temos uma caixa com volume de
onde adicionamos
de amônia (
) a
. Depois, a caixa é aquecida até
, e a pressão interna alcança
. A amônia está se decompondo parcialmente em nitrogênio (
) e hidrogênio (
). Nosso objetivo é descobrir quantos mols de cada gás estão presentes nessa nova condição. Para resolver, vamos precisar usar a Lei dos Gases Ideais e as equações de equilíbrio químico.
Passo 2
Primeiro, vamos converter o volume de
para litros, já que a Lei dos Gases Ideais usa litros:
Passo 3
Vamos listar a reação de decomposição da amônia:
Isso significa que 2 mols de amônia se decompõem para formar 1 mol de nitrogênio e 3 mols de hidrogênio.
Passo 4
Vamos definir uma variável para a quantidade de amônia que se decompõe. Seja
o número de mols de
que se transformam:
- Mols de
inicialmente: - Mols de
que restam: - Mols de
formados: - Mols de
formados:
Passo 5
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para relacionar pressão, volume, temperatura e quantidade de mols:
Onde:
-
(convertendo MPa para Pa) -
(convertendo litros para ) -
-
-
Passo 6
Simplificando a expressão para
:
Passo 7
Substituindo na Lei dos Gases Ideais:
Passo 8
Calculando o lado esquerdo da equação:
Passo 9
Calculando o lado direito da equação:
Passo 10
Igualando os dois lados:
Passo 11
Resolvendo para
:
Passo 12
Agora, encontramos
. Vamos calcular os mols de cada gás:
-
: -
: -
:
Resposta
Os números de mols presentes a
são: