Uma máquina de carbonatação de água é disponível para uso caseiro e funciona fornecendo dióxido de carbono a 3,0 atm. Estime a concentração molar đa
na água carbonatada produzida pela máquina.
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma máquina de carbonatação que está fornecendo dióxido de carbono (
) a uma pressão de 3,0 atm. O objetivo é estimar qual é a concentração molar de
na água carbonatada produzida por essa máquina. Vamos precisar entender conceitos de pressão, solubilidade de gases em líquidos e aplicar a Lei de Henry para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que a solubilidade de um gás em um líquido depende da pressão parcial do gás acima do líquido. A Lei de Henry nos ajuda a relacionar a pressão do gás com sua concentração no líquido. A fórmula da Lei de Henry é:
Onde:
- $ C $ é a concentração do gás no líquido (em mol/L),
- $ k_H $ é a constante de Henry para o gás específico (em mol/(L·atm)),
- $ P $ é a pressão parcial do gás (em atm).
Passo 3
Agora, vamos focar no gás que estamos analisando: o
. Mesmo que a máquina forneça
, a questão pede a concentração de
, então vamos seguir com isso. Precisamos saber a constante de Henry para o
na água. Supondo que $ k_H $ para
seja aproximadamente $ 1,0 \times 10^{-2} , mol/(L·atm) $ (esse valor pode variar dependendo das condições, mas usaremos esse para facilitar).
Passo 4
Sabemos que a pressão fornecida pela máquina é de 3,0 atm. Aplicando a fórmula da Lei de Henry:
Passo 5
Fazendo a multiplicação:
Resposta
A concentração molar de
na água carbonatada produzida pela máquina é de
.