Suponha o seguinte experimento: uma amostra de alumínio (Al) em pó é colocada em um reservatório de 2 L juntamente com ar composto por
de nitrogênio (
) e
de oxigênio (
) em volume. O reservatório é preenchido até que a pressão total de 2 atm seja atingida em temperatura ambiente (
), e então é fechado. Após o fechamento, uma reação química é provocada:
Assumindo que o volume ocupado pelas substâncias no estado condensado é desprezível, e que há alumínio suficiente para reagir com todo o oxigênio presente no reservatório, responda: Quantos mols de
estavam presentes no reservatório antes da reação? Após o reservatório entrar em equilíbrio térmico com o ambiente novamente (ou seja, a temperatura voltar a
), qual será a pressão final no reservatório?
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]
[
Passo 1
O enunciado descreve um reservatório de
L contendo uma mistura de gases a
K e
atm, com composição volumétrica de
de
e
de
. Foi então provocada a reação
com alumínio em excesso e desprezando-se o volume dos sólidos. Para resolver, vamos usar a Lei dos Gases Ideais,
, e lembrar que, em uma mistura gasosa ideal, a fração em volume de cada componente é igual à fração molar.
Passo 2
Calcular o número total de mols de gás antes da reação usando
Tomando
L atm mol
K
,
Passo 3
Como
dos mols são de
,
Passo 4
Todo esse
é consumido, e sobra apenas o
. A fração molar de
é
, logo
Passo 5
Depois da reação e retornando a
K, o único gás no volume de
L é
. Aplicando de novo
Resposta
Número de mols de
antes da reação: aproximadamente
mol.
Pressão final no reservatório (à ): aproximadamente
atm.
Pressão final no reservatório (à