Calcule o volume ocupado por
de
se este for coletado sobre água a
e a uma pressão total de 740 Torr (
da água a
é
).
Passo 1
Vamos deixar clarinho o que o enunciado pede e quais dados temos (peguei tudo do enunciado):
- O que se pede: calcular o volume ocupado pelo gás oxigênio quando coletado sobre água nas condições dadas.
- Dados fornecidos:
- massa de oxigênio:
. - temperatura:
. - pressão total do sistema (gás + vapor d’água):
. - pressão de vapor da água a
: .
- massa de oxigênio:
O objetivo é encontrar o volume que o oxigênio ocupa sob essas condições. Para isso precisaremos:
- transformar a massa em número de mols,
- descobrir a pressão parcial do
(subtraindo a pressão de vapor da água), - usar a equação dos gases ideais para obter o volume.
Passo 2
Converter massa em mols: usar a relação
.
- Explicação curta: a massa molar
do é a soma das massas atômicas (oxigênio ≈ cada), logo . A fórmula dá quantos mols correspondem à massa dada.
Cálculo:
Passo 3
Determinar a pressão parcial do
(lei de Dalton): a pressão total é a soma das pressões parciais do oxigênio e do vapor d’água:
Logo
Substituindo os valores (em Torr, como foram dados):
Para usar a constante dos gases
no valor usual em
convertemos para atm:
Passo 4
Converter temperatura para Kelvin (obrigatório na equação dos gases ideais):
Explicação rápida: a escala Kelvin é a usada em leis termodinâmicas porque começa no zero absoluto; sempre some
a graus Celsius.
Passo 5
Apresentar a equação dos gases ideais e explicar as variáveis:
onde
-
é a pressão do gás (aqui a pressão parcial do , em ), -
é o volume (em ), -
é o número de mols (em ), -
é a constante dos gases ideais; escolhemos para combinar com e , -
é a temperatura em kelvin (em ).
Queremos isolar
:
Passo 6
Substituir os valores e calcular passo a passo (tudo em
e
).
Dados usados:
Calcular
:
Agora dividir por
:
Converter para mililitros (é um volume pequeno, mL fica mais intuitivo):
Passo 7
Tratamento de algarismos significativos e resposta final:
- O dado que mais restringe os algarismos significativos é a massa
(tem, tipicamente, dois algarismos significativos). Portanto o resultado deve ser reportado com dois algarismos significativos. - O valor numérico calculado foi
. Arredondando para dois algarismos significativos obtemos .
Boa notícia: o volume é pequeno, algo na faixa de algumas dezenas de mililitros — dá pra imaginar uma seringa de 20 mL quase cheia. Força aí, você está indo bem!