8- O magnésio pode ser usado como um ‘absorvedor’ na evacuação de sistemas fechados, para reagir com os últimos traços de oxigênio. (O magnésio é geralmente aquecido ao se passar uma corrente elétrica por fio ou fita do metal.) Se um sistema fechado de
tem pressão parcial de
de
torr a
, qual massa de magnésio reagirá de acordo com a seguinte equação?
Passo 1
O enunciado dá um sistema fechado com volume, pressão parcial de
e temperatura, e pede a massa de magnésio que reage segundo a reação fornecida. Dados importantes (copiados do enunciado):
Reação:
O que é pedido: massa de
que reagirá, em gramas.
Passo 2
Vamos achar quantos mols de
existem no sistema usando a lei dos gases ideais. A lei dos gases ideais é:
onde:
-
é a pressão do gás (unidade compatível com ), -
é o volume ocupado pelo gás, -
é o número de mols do gás (o que queremos obter para ), -
é a constante dos gases ideais, -
é a temperatura absoluta em kelvin.
Unidades que vamos usar:
em atm,
em L,
,
em K.
Primeiro converto a pressão de torr para atm sabendo que
:
Converto a temperatura para kelvin:
Agora aplico a lei dos gases para
, isolando
:
Substituindo os valores:
Calculo o numerador:
Calculo o denominador:
Portanto:
Passo 3
Agora usamos a estequiometria da reação. A equação balanceada diz que
mol de
reage com
mols de
. Logo:
Substituindo:
Passo 4
Para transformar mols de magnésio em massa usamos a massa molar do magnésio. A massa atômica média do magnésio é aproximadamente:
A massa
corresponde a:
Substituindo:
Passo 5
Arredondando o resultado com base nas algarismos significativos dos dados iniciais (o dado mais limitante é
com dois algarismos significativos), apresentamos a resposta com dois algarismos significativos: