Um químico está investigando a conversão do nitrogênio atmosférico em uma forma que possa ser utilizada pelas bactérias que se localizam nas raízes de certos legumes e, para tanto, necessita saber a pressão em quilopascais exercida por 1,25 g de nitrogênio gasoso num frasco de volume igual a
, a
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre calcular a pressão exercida por 1,25 gramas de nitrogênio gasoso (
) dentro de um frasco de 250 cm³ a 20°C. Para resolver isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, quantidade de gás e temperatura. Precisamos transformar todas as unidades para o sistema adequado e aplicar a fórmula da lei dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a massa de nitrogênio para moles. A massa molecular do
é 28 g/mol (cada átomo de nitrogênio tem aproximadamente 14 g/mol). Usamos a fórmula:
Onde:
-
é o número de moles, -
é a massa (1,25 g), -
é a massa molar (28 g/mol).
Calculando:
Passo 3
Agora, vamos converter o volume de centímetros cúbicos para litros, já que a constante dos gases
está geralmente em unidades de litros. Sabemos que
, então:
Passo 4
A temperatura está em graus Celsius, mas precisamos convertê-la para Kelvin para usar na fórmula dos gases. A conversão é feita adicionando 273,15:
Passo 5
Agora, aplicamos a Lei dos Gases Ideais:
Queremos encontrar a pressão
, então rearranjamos a fórmula:
Usando
. Mas para que as unidades batam com pressão em kilopascais, usamos
:
Calculando:
Resposta
A pressão exercida é de aproximadamente 435 kPa.