Calcule: (a) a densidade do gás amônia
a
e 1120 torr. Compare com sua densidade na CNTP. (b) o peso molecular de um gás para o qual uma amostra de
pesou
a
e 683 torr.
Passo 1
Hoje, vamos resolver um exercício que tem duas partes. Na primeira, vamos calcular a densidade do gás amônia (
) em determinadas condições de temperatura e pressão, e comparar com sua densidade na Condição Normal de Temperatura e Pressão (CNTP). Na segunda parte, vamos determinar o peso molecular de um gás usando dados de volume, massa, temperatura e pressão. Para isso, vamos precisar aplicar a Lei dos Gases Ideais e entender como calcular densidade e peso molecular a partir dela.
Passo 2
Vamos começar com a parte (a): calcular a densidade da amônia (
) a
e 1120 torr.
A densidade (
) de um gás pode ser calculada usando a fórmula derivada da Lei dos Gases Ideais:
onde:
-
é a pressão do gás, -
é o peso molecular do gás, -
é a constante dos gases ideais, -
é a temperatura absoluta (em Kelvin).
Precisamos converter todas as unidades para o Sistema Internacional para usar corretamente na fórmula.
Passo 3
Primeiro, vamos converter a temperatura de
para Kelvin:
Passo 4
Agora, vamos converter a pressão de torr para atm, já que a constante
geralmente é expressa em unidades que incluem atm:
Sabemos que
.
Então,
Passo 5
O peso molecular da amônia (
) é:
Passo 6
A constante dos gases ideais (
) é
.
Agora, podemos calcular a densidade:
Vamos calcular o numerador e o denominador separadamente:
Numerador:
Denominador:
Então,
Passo 7
Agora, vamos comparar com a densidade na CNTP. Nas condições normais (0°C e 1 atm), a densidade da amônia pode ser calculada usando a mesma fórmula.
Primeiro, convertendo 0°C para Kelvin:
Usando
e
, a densidade na CNTP é:
Passo 8
Agora, vamos para a parte (b): calcular o peso molecular de um gás cujo volume é
, massa
, a
e 683 torr.
Primeiro, vamos converter as unidades para o Sistema Internacional:
Convertendo o volume de ml para litros:
Convertendo a temperatura para Kelvin:
Convertendo a pressão de torr para atm:
Passo 9
Usaremos a Lei dos Gases Ideais para encontrar o número de mols (
):
Substituindo os valores:
Passo 10
Agora, o peso molecular (
) é a massa (
) dividida pelo número de mols (
):
Resposta
(a) A densidade da amônia a
e 1120 torr é aproximadamente
, comparada com
na CNTP.
(b) O peso molecular do gás é aproximadamente
.