Uma molécula não usual em fase gasosa tem a fórmula
. Medindo a pressão do gás, você poderá colocar exatamente
de
numa ampola. Quantas moléculas de
conterá a ampola? Se
sofrer decomposição segundo a reação:
quantas moléculas ficarão na ampola no final da reação? A amostra ainda pesaria
?[ 1,0
Passo 1
Primeiro, vamos resumir o que o exercício está pedindo. Temos uma molécula de
em fase gasosa. Sabemos que podemos colocar exatamente
dessa substância numa ampola. Precisamos descobrir:
- Quantas moléculas de
estão na ampola. - Após a decomposição de
na reação , quantas moléculas estarão na ampola? - Se a massa da amostra permanece
após a reação.
Para resolver isso, vamos usar conceitos de massa molar e número de Avogadro, que nos ajudam a relacionar massa, quantidade de substância e número de moléculas.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de substância (
) de
presente na ampola. A quantidade de substância é dada por:
Onde:
-
é a massa da substância. -
é a massa molar da substância.
Vamos encontrar a massa molar de
. A massa molar (
) é a soma das massas atômicas dos elementos que compõem a molécula.
Agora, calculamos a quantidade de substância:
Passo 3
Para encontrar o número de moléculas, usamos o número de Avogadro (
), que é aproximadamente
. A relação é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos analisar a reação de decomposição:
Para cada molécula de
que decompõe, são formadas 2 moléculas de
e 0,5 moléculas de
. Ou seja, para cada molécula de
, temos:
Passo 5
Então, o número total de moléculas após a decomposição será:
Passo 6
Por fim, vamos verificar a massa da amostra após a reação. A reação de decomposição não altera a massa total, pois apenas estamos rearranjando os átomos para formar novas moléculas. Portanto, a massa permanece a mesma:
Resposta
A ampola contém aproximadamente
moléculas de
. Após a decomposição, haverá cerca de
moléculas na ampola. A massa da amostra ainda será
.