Qual é a densidade do butano,
, nas CNTP?
Passo 1
O enunciado pede a densidade do butano,
, nas CNTP. Informações relevantes do enunciado e constantes que vamos usar:
- Fórmula do butano:
. - CNTP (condições normais de temperatura e pressão): temperatura
e pressão . - Vai ser usada a equação dos gases ideais
e a relação entre massa, mols e massa molar.
Passo 2
Calcular a massa molar do butano. A massa molar (
) é a massa de 1 mol da substância, obtida somando as massas atômicas dos constituintes:
- massa atômica aproximada do carbono:
, - massa atômica aproximada do hidrogénio:
.
Portanto
Explicando:
significa quantos gramas correspondem a um mol da substância; aqui um mol de
pesa
.
Passo 3
Relacionar densidade com a equação dos gases ideais. Seja
a massa do gás em gramas e
o volume em litros; a densidade é
.
Da equação dos gases ideais:
onde
é o número de mols. Mas
. Substituindo:
Logo a fórmula útil para densidade é
Aqui:
-
será em se estiver em , em , em e em . -
adotado: .
Passo 4
Substituir os valores na fórmula
.
Calcular
:
Agora
Arredondando para três algarismos significativos:
Converter para unidades SI usuais de densidade:
. Portanto
Passo 5
Comentário prático e motivação rápida: a aproximação usada foi a do gás ideal (muito boa nas CNTP para hidrocarbonetos leves), e a principal razão do valor pequeno é que estamos calculando densidade do butano no estado gasoso nas CNTP. Se for preciso maior precisão, usar massas atômicas mais exatas ou pressão/temperatura ligeiramente diferentes altera pouco o resultado.