A hidrazina, substância usada como combustível em foguetes, apresenta fórmula mínima NH2. Sabendo que 4,48 L de hidrazina gasosa, nas CNTP, pesam 6,4 g, pode-se deduzir que sua fórmula molecular é: Dados: N=14, H=1
a) NH2
b) NH3
c) NH4
d) N2H5
e) N2H4
a) NH2
b) NH3
c) NH4
d) N2H5
e) N2H4
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre hidrazina, que é usada como combustível de foguete, e nos dá algumas informações sobre o volume e a massa dessa substância em condições normais de temperatura e pressão (CNTP). O conteúdo que vamos usar aqui é a estequiometria dos gases e o cálculo da massa molecular. Precisamos das fórmulas químicas e das massas atômicas do nitrogênio (N) e do hidrogênio (H) para resolver.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Lei dos Gases Ideais, que nos ajuda a relacionar volume, pressão, temperatura e quantidade de gás. A fórmula é:
Onde:
- $ P $ é a pressão (1 atm nas CNTP)
- $ V $ é o volume (4,48 L)
- $ n $ é a quantidade de mols
- $ R $ é a constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K)
- $ T $ é a temperatura (273 K nas CNTP)
Passo 3
Vamos calcular o número de mols ($ n $) usando a fórmula da Lei dos Gases Ideais. Rearranjando a equação para $ n $:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos usar a massa fornecida para encontrar a massa molar ($ M $) da substância. A fórmula é:
Substituindo os valores:
Passo 5
Sabemos que a fórmula mínima da hidrazina é $ NH_2 $, mas queremos encontrar a fórmula molecular. Para isso, comparamos a massa molar calculada com a massa molar da fórmula mínima.
Massa molar da $ NH_2 $:
Passo 6
Agora, vamos ver quantas vezes a massa molar da fórmula mínima cabe na massa molar calculada:
Isso significa que a fórmula molecular é duas vezes a fórmula mínima:
Resposta
A fórmula molecular da hidrazina é N₂H₄. Portanto, a resposta correta é a opção e) N₂H₄.