A nitroglicerina é um líquido sensível ao choque, que detona pela reação:
Qual seria o volume total de gases produzido, em 88,5 kPa e
, na detonação de 454 g ne nitroglicerina?
Passo 1
Ok, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a detonação da nitroglicerina, uma reação química que transforma o líquido em vários gases. A gente precisa calcular o volume total desses gases produzidos quando detonamos 454 gramas de nitroglicerina, nas condições de pressão de 88,5 kPa e temperatura de 175°C. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química como massa molar, estequiometria da reação e a lei dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quantas mols de nitroglicerina (C₃H₅(NO₃)₃) temos em 454 gramas. Para isso, precisamos calcular a massa molar da nitroglicerina.
A massa molar é a soma das massas atômicas de todos os átomos na fórmula química. Vamos calcular:
- Carbono ©: 12,01 g/mol × 3 = 36,03 g/mol
- Hidrogênio (H): 1,008 g/mol × 5 = 5,04 g/mol
- Nitrogênio (N): 14,01 g/mol × 3 = 42,03 g/mol
- Oxigênio (O): 16,00 g/mol × 9 = 144,00 g/mol
Somando tudo: 36,03 + 5,04 + 42,03 + 144,00 = 227,10 g/mol
Então, massa molar da nitroglicerina = 227,10 g/mol
Agora, calculamos as mols:
Número de mols = massa / massa molar = 454 g / 227,10 g/mol ≈ 2,00 mol
Passo 3
Agora, vamos olhar para a reação química:
Essa equação nos diz que 4 mols de nitroglicerina produzem 6 mols de N₂, 10 mols de H₂O, 12 mols de CO₂ e 1 mol de O₂. Vamos calcular quantas mols de cada gás são produzidas a partir de 2 mols de nitroglicerina.
Usando proporção:
- Para N₂: (6 mol N₂ / 4 mol nitroglicerina) × 2 mol nitroglicerina = 3 mol N₂
- Para H₂O: (10 mol H₂O / 4 mol nitroglicerina) × 2 mol nitroglicerina = 5 mol H₂O
- Para CO₂: (12 mol CO₂ / 4 mol nitroglicerina) × 2 mol nitroglicerina = 6 mol CO₂
- Para O₂: (1 mol O₂ / 4 mol nitroglicerina) × 2 mol nitroglicerina = 0,5 mol O₂
Passo 4
Agora, somamos todas as mols de gases produzidos:
Total de mols = 3 + 5 + 6 + 0,5 = 14,5 mol
Passo 5
Para encontrar o volume total dos gases produzidos, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é dada por:
Onde:
-
é a pressão (em kPa) -
é o volume (em litros) -
é o número de mols -
é a constante dos gases ideais ( , mas vamos converter para : ) -
é a temperatura em Kelvin
Primeiro, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Agora, rearranjamos a equação para resolver
:
Substituindo os valores:
Passo 6
Vamos calcular passo a passo:
Primeiro, multiplique
por
:
Depois, multiplique pelo
:
Finalmente, divida pelo
:
Resposta
O volume total de gases produzido é de aproximadamente 0,610 litros.
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O
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