O experimento abaixo foi realizado para determinação da massa molar do gás de um isqueiro (o gás foi coletado sobre água). Analise os resultados exibidos na Tabela 1 e responda às perguntas ao lado:
massa isqueiro l|l| hline massa isqueiro & $17,00 g$ hline l temperatura da água
temperatura da
água
25,0^circ C
volume do gás
109,0
ml
massa isqueiro
após coleta
l 109,0 ml
pressão vapor
l massa isqueiro após co<=ta
23,76
torr
pressão
atmosférica
16,58 g
a) Qual ė o massa molecular do gás?
b) Sabendo que o gás é o pentano l pressão vapor $H2 O$ , qual foi o erro relativo, em porcentagem?
ela 1. Dados do experimento para determinação de massa molar de um gás

Passo 1

Vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo e quais conceitos vamos precisar para resolver. O exercício trata da determinação da massa molar de um gás coletado sobre água, utilizando dados de massa, volume, temperatura e pressão. Para isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e número de mols de um gás. Além disso, precisamos considerar a pressão parcial do vapor d’água presente no experimento.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa do gás que foi coletado. Sabemos que a massa do isqueiro antes da coleta era de 17,00 g e, após a coleta, diminuiu para 16,58 g. A massa do gás é a diferença entre essas duas massas:
Massa do gás = 17,00 , g - 16,58 , g = 0,42 , g á

Passo 3

Agora, precisamos determinar a pressão exercida pelo gás coletado. A pressão atmosférica total é de 1,0 atm, mas parte dessa pressão é devido ao vapor d’água. A pressão parcial do vapor d’água a 25°C é de 23,76 torr. Primeiro, vamos converter a pressão atmosférica para torr, sabendo que:
1,0 , atm = 760 , torr
Então, a pressão do gás seco é:
Pressão do gás = 760 , torr - 23,76 , torr = 736,24 , torr ãá
Convertendo de torr para atm:
Pressão do gás = 736,24 , torr760 , torr/atm approx 0,968 , atm ãá

Passo 4

Com a pressão do gás conhecida, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar o número de mols do gás coletado. A fórmula da lei é:
PV = nRT
Onde:
  • $ P $ é a pressão do gás (0,968 atm)
  • $ V $ é o volume do gás (109,0 ml = 0,109 L)
  • $ n $ é o número de mols
  • $ R $ é a constante dos gases ideais ( P )
  • $ T $ é a temperatura em Kelvin (25,0°C + 273,15 = 298,15 K)
Rearranjando para encontrar $ n $:
V
Calculando:
n

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa molar ($ M $) do gás usando a relação entre massa, número de mols e massa molar:
M
Substituindo os valores:
M = massan

Passo 6

Para a parte b), sabemos que o gás é o pentano ($ \mathrm{C}5\mathrm{H}{12} $), cuja massa molar teórica é calculada da seguinte forma:
  • Carbono ©: 12 g/mol × 5 = 60 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1 g/mol × 12 = 12 g/mol
C5H12 ó
Agora, vamos calcular o erro relativo entre o valor experimental e o valor teórico:
Massa molar teórica = 60 , g/mol + 12 , g/mol = 72 , g/mol óó
Substituindo os valores:
Erro relativo = | Mexperimental - MteóricoMteórico | times 100%

Resposta

a) A massa molecular do gás é aproximadamente 97,5 , g/mol.
b) O erro relativo foi de aproximadamente 35,4%.

Exercícios relacionados