Se tetraborano
for tratado com oxigênio puro, ele queima dando anidrido bórico
e água
.
Se uma amostra de
de tetraborano queima completamente em oxigênio, qual será a pressão da água em estado gasoso em um frasco de
a
?
Passo 1
O enunciado dá uma reação de combustão e pede a pressão parcial da água na forma gasosa gerada quando uma amostra queima completamente. Dados fornecidos:
- Massa de tetraborano:
. - Volume do frasco:
. - Temperatura:
. - Reação balanceada (já dada):
O que se pede: a pressão da água no frasco (pressão parcial do vapor d’água) após a combustão completa.
Passo 2
Estratégia (sem resolver ainda): calcular primeiro quantos mols de
estão em
; usar a estequiometria da reação para achar quantos mols de
se formam; então aplicar a lei dos gases ideais
para obter a pressão
do vapor d’água no volume e temperatura dados. Vou explicar e aplicar cada etapa com calma.
Passo 3
Calcular a massa molar de
. Usando massas atômicas aproximadas: boro
u e hidrogênio
u. A massa molar
é
Explicação: a massa molar é a soma das massas atômicas de todos os átomos na fórmula; aqui há 4 átomos de B e 10 de H.
Passo 4
Calcular os mols de
em
:
Como fazer isso na prova: divide-se a massa dada pela massa molar. Mantive várias casas decimais para precisão nos passos intermediários.
Passo 5
Usar a estequiometria para converter mols de
em mols de
. Da reação:
logo
produz
. Assim
Explicação rápida: multiplica-se pelo fator estequiométrico (mol
por mol
).
Passo 6
Agora aplicar a lei dos gases ideais para achar a pressão do vapor d’água. A lei é
onde
-
é a pressão (unidade que vai escolhermos: atm), -
é o número de mols do gás ( ), -
é a constante dos gases ideais ( ), -
é a temperatura em kelvin, -
é o volume em litros.
Converter a temperatura para kelvin:
Colocando os números:
Passo 7
Fazer a conta passo a passo (mostrando como calcular sem calculadora, aproximando onde possível):
Calcular o numerador em duas etapas:
Calcular o numerador em duas etapas:
Agora dividir pelo volume:
Conversão para unidades mais usuais (kPa):
, então
Passo 8
Verificação rápida de ordem de grandeza: poucos mols de
(cerca de
mol) num volume de alguns litros deve dar uma pressão baixa (alguns kPa), então o resultado é razoável.