Tijolos de concreto “aerados” são materiais de construção amplamente utilizados. Eles são obtidos pela mistura de aditivos de formação de gás com uma mistura úmida de cal, cimento e possivelmente areia. Industrialmente, a reação, importante, é a seguinte:
Suponhaque a misturade reagentes contenha 0.56 g de Al (bem como excesso de hidróxido de cálcio eágua) para cada tijolo. Qual volume de gás
você espera a
e uma pressão de 745 mm Hg .
Passo 1
O enunciado dá a reação química balanceada
As informações numéricas fornecidas são:
A pergunta é: qual o volume de gás
produzido nessas condições? Assumiremos o comportamento de gás ideal para calcular o volume.
Passo 2
Transformar a massa de
em número de mols. Conceito rápido: a massa molar é a massa de um mol de átomos; para o alumínio usamos a massa atômica média
. O número de mols é dado por
Aplicando ao alumínio:
Agora calculamos isso passo a passo. Primeiro a divisão (faça assim numa prova sem calculadora aproximando, mas aqui calculo):
(Se você fizer à mão:
, e ajustando chega-se perto de
.)
Passo 3
Usar estequiometria da reação para relacionar mols de
com mols de
. Observe os coeficientes estequiométricos na reação:
mol de
produzem
mol de
. Portanto, a relação é
Logo
Calcule:
Passo 4
Agora usamos a equação dos gases ideais para converter mols em volume:
Expliquei cada símbolo:
é a pressão,
é o volume que queremos,
é o número de mols do gás (
),
é a constante dos gases, e
é a temperatura absoluta em kelvin. Vou escolher
porque quero o volume em litros e vou usar pressão em atm. Precisamos então converter pressão e temperatura para as unidades compatíveis:
Pressão em atm:
Passo 5
Isolando
em
temos
Substituímos
,
,
e
:
Façamos em partes (para você poder replicar à mão):
Passo 6
Verificação de algarismos significativos e unidades: a massa
tem duas casas significativas, então expressamos o volume com duas casas significativas. Convertendo para uma forma mais familiar:
Vai dar certo na prova: você faz a estequiometria para achar mols de gás e aplica
. Força aí — você consegue!