CALCULE a variação percentual do volume dos gases, sob pressão e temperatura constantes, causada exclusivamente pela reação. Deixe seus cálculos registrados, de modo a explicitar seu raciocínio.
Passo 1
Então, a gente tem uma questão que pede para calcular a variação percentual do volume dos gases que ocorre só por causa de uma reação química, mantendo a pressão e a temperatura constantes. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre a Lei dos Gases e como balancear equações químicas. Basicamente, vamos ver como os volumes dos gases mudam antes e depois da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão §, volume (V), temperatura (T) e a quantidade de gás em moles (n) através da equação:
Como a pressão e a temperatura estão constantes, podemos simplificar para:
Isso significa que o volume é diretamente proporcional ao número de moles de gás.
Passo 3
Agora, precisamos olhar para a reação química em si. Vamos supor que a reação seja genérica:
Aqui, $ a, b, c, d $ são os coeficientes estequiométricos, e as substâncias A, B, C, D estão no estado gasoso.
Passo 4
Para encontrar a variação no volume, vamos calcular a quantidade total de moles de gás antes e depois da reação.
Antes da reação:
- Moles de A: $ a $
- Moles de B: $ b $
- Total de moles antes: $ a + b $
Depois da reação:
- Moles de C: $ c $
- Moles de D: $ d $
- Total de moles depois: $ c + d $
Passo 5
A variação no número de moles de gás é:
Como o volume é proporcional ao número de moles, a variação percentual do volume será a mesma que a variação percentual dos moles.
Passo 6
Para calcular a variação percentual, usamos a fórmula:
Substituindo
Resposta
A variação percentual do volume dos gases causada exclusivamente pela reação, mantendo pressão e temperatura constantes, é: