Determine o volume de dióxido de carbono, ajustado para
e
, que as plantas utilizam para produzir
de glicose, C 6 H 12 O 6 , por fotossíntese na reação:
Dados:
Passo 1
O enunciado pede para determinar o volume de dióxido de carbono consumido pelas plantas para produzir
de glicose segundo a reação
Informações relevantes fornecidas:
- Massa de glicose formada:
. - Composição da glicose:
. - Massas atômicas:
, , . - Constante dos gases:
. - Condições pedidas para o volume:
e .
O que precisamos encontrar: o volume de(em litros) nessas condições que corresponde à produção de de glicose.
Passo 2
Calcular a massa molar (massa atômica molar) da glicose para converter massa em mols. A massa molar é a soma das massas atômicas multiplicadas pelo número de átomos de cada elemento na fórmula.
Substituindo os valores dados:
Agora faço as multiplicações:
Somando:
Explicação curta: a massa molar diz quantos gramas tem um mol daquela substância; aqui 1 mol de glicose pesa
.
Passo 3
Converter a massa de glicose dada em número de mols usando a definição
.
Fazendo a divisão:
Aqui mantive mais casas para não perder precisão e depois arredondei quando precisar da resposta final.
Passo 4
Usar estequiometria da reação para relacionar mols de glicose com mols de
. Pela equação balanceada, para cada
mol de
consumem-se
mols de
. Então:
Substituindo:
Breve lembrete didático: estequiometria é simplesmente proporção entre coeficientes estequiométricos numa reação balanceada — multiplica-se o número de mols conhecido pelo fator estequiométrico apropriado.
Passo 5
Agora passar de mols de
para volume nas condições pedidas usando a equação dos gases ideais:
Isolando o volume:
Explicação das variáveis:
-
é o volume do gás (em litros se estiver em ), -
é o número de mols do gás, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em kelvin, -
é a pressão em atm.
Primeiro converto temperatura de graus Celsius para kelvin:
Passo 6
Substituir
,
,
e
na fórmula do volume. Aqui
e
.
Faço primeiro
:
Agora multiplico por
:
Como verificação rápida: 1 mol de gás ideal a
e
ocupa cerca de
; temos
mol, então
consistente com o cálculo acima.
Passo 7
Considerando algarismos significativos: a massa inicial
tem três algarismos significativos, então a resposta final pode ser dada com três algarismos significativos. Arredondando:
Pequeno incentivo: pronto — era só seguir a cadeia massa → mol → estequiometria → equação dos gases. Você conseguiu!