O dióxido de carbono e água produzem, por meio de uma série de etapas enzimáticas do processo de fotossíntese, glicose e oxigênio, de acordo com a equação:
Sabendo-se que a pressão parcial do dióxido de carbono na troposfera é 0,26 torr e a temperatura é de
, calcule o volume de
necessário para produzir
de glicose.
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente sabe que na fotossíntese, o dióxido de carbono (
) e a água (
) reagem para formar glicose (
) e oxigênio (
). A equação química é:
A questão quer que calculemos o volume de
necessário para produzir 10,0 g de glicose, sabendo que a pressão parcial do
na troposfera é 0,26 torr e a temperatura é de
.
Vamos precisar usar conceitos de estequiometria (para relacionar as quantidades das substâncias na reação) e a lei dos gases ideais (para relacionar pressão, volume, temperatura e quantidade de gás).
Passo 2
Primeiro, vamos converter os 10,0 g de glicose (
) para moles, porque as equações químicas trabalham com mols.
A massa molar da glicose é calculada somando as massas atômicas de todos os átomos na fórmula:
Agora, calculamos os moles de glicose:
Passo 3
Agora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir quantos mols de
são necessários para produzir 0,0555 mol de glicose.
A equação balanceada nos diz que 6 mols de
produzem 1 mol de glicose. Então:
Passo 4
Agora, vamos usar a lei dos gases ideais para encontrar o volume de
necessário. A lei dos gases ideais é dada por:
Onde:
-
é a pressão -
é o volume -
é o número de mols -
é a constante dos gases ideais ( ) -
é a temperatura em Kelvin
Primeiro, precisamos converter a pressão de torr para atm e a temperatura de Celsius para Kelvin.
Agora, rearranjamos a equação para encontrar o volume
:
Calculando:
Resposta
O volume de
necessário para produzir 10,0 g de glicose é de aproximadamente 23.814 litros.