A 318 K e 1 atm. N2 O4 dissocia-se em 2 NO2 numa extensão de 38 %. Calcular a pressão desenvolvida se um recipiente de 20 litros, contendo 1 mol de N2 O4, é aquecido a 318 K . Dar o resultado em Nm^-2 e atm.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação onde o N2O4 se dissocia em 2 NO2 a 318 K e 1 atm, com uma extensão de 38%. O objetivo aqui é calcular a pressão final no recipiente de 20 litros que contém 1 mol de N2O4 após o aquecimento. Para isso, vamos usar os conceitos de equilíbrio químico e a equação dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa uma extensão de 38%. Isso indica que 38% dos mols de N2O4 vão se dissociar em 2 NO2. Então, se temos 1 mol de N2O4 inicialmente, a quantidade dissociada é:
Mols dissociados = 1 , mol times 0,38 = 0,38 , mol

Passo 3

Agora, vamos determinar os mols finais de cada substância após a dissociação. Para cada mol de N2O4 que se dissocia, formam-se 2 mols de NO2. Então:
  • Mols de N2O4 restantes: 1 - 0,38 = 0,62 , mol
  • Mols de NO2 formados: 0,38 , mol times 2 = 0,76 , mol

Passo 4

O próximo passo é calcular o número total de mols no sistema após a dissociação:
Total de mols = 0,62 , mol + 0,76 , mol = 1,38 , mol

Passo 5

Vamos usar a Equação dos Gases Ideais para encontrar a pressão final:
PV = nRT
Onde:
  • é a pressão que queremos encontrar
  • é a constante dos gases ideais. Para usar pressão em atm, usamos

Passo 6

Substituindo os valores na equação:
P times 20 = 1,38 times 0,0821 times 318
Calculando o lado direito:
1,38 times 0,0821 times 318 approx 35,94 , L·atm
Então:
P = 35,9420 = 1,797 , atm

Passo 7

Agora, vamos converter a pressão de atm para N/m^2. Sabemos que:
1 , atm = 101325 , N/m^2
Então:
1,797 , atm times 101325 , N/m^2/atm approx 181664 , N/m^2

Resposta

A pressão desenvolvida no recipiente é aproximadamente 1,80 atm ou 1,82 × 10⁵ N/m².

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