Um recipiente de aço com capacidade para 25 litros contém gás nitrogênio sob pressão de 1 atm e temperatura de
. Calcule o número de mols de moléculas e a massa de gás no interior do recipiente.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um recipiente de aço com 25 litros de capacidade que está cheio de gás nitrogênio. A pressão é de 1 atm e a temperatura é de 27°C. Nosso objetivo aqui é descobrir quantos mols de moléculas de nitrogênio estão nesse recipiente e qual é a massa desse gás.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da Lei dos Gases Ideais, que é uma ferramenta super útil para relacionar pressão, volume, temperatura e quantidade de gás. A fórmula é:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a constante dos gases (≈ 0,0821 L·atm/mol·K), -
é a temperatura em Kelvin.
Passo 3
Vamos trocar as unidades da temperatura de Celsius para Kelvin, porque a fórmula exige isso. A conversão é:
Então:
Passo 4
Agora, vamos reorganizar a fórmula para encontrar o número de mols (
):
Vamos substituir os valores que temos:
Passo 5
Substituindo na fórmula:
Vamos calcular o denominador primeiro:
Então:
Passo 6
Agora que temos o número de mols, vamos calcular a massa do gás. Para isso, precisamos saber a massa molar do nitrogênio (N₂). Cada átomo de nitrogênio tem uma massa molar de aproximadamente 14 g/mol, então:
Passo 7
Finalmente, multiplicamos o número de mols pela massa molar para encontrar a massa total do gás:
Resposta
No recipiente de 25 litros, há aproximadamente 1,015 mols de moléculas de nitrogênio e uma massa de cerca de 28,42 gramas de gás.
Exercícios relacionados
Uma xícara de café contém 3,14 mol de
. Qual o número de átomos de hidrogênio presentes?
Diga se os objetos listados abaixo podem ou não existir e justifique sua resposta: uma folha de ouro com espessura de
;
Um químico colocou
de uma mistura de
e
numa grande ampola. Se a amostra continha inicialmente
de cada uma das substâncias em massa, quantos mols de cada gás havia inicialmente na ampola?
Uma massa 5 g de zinco metálico ( Zn
foi misturada a 5 g de iodo
.
foi completamente convertido a
. Calcule quantos mols de
reagem e quantos gramas de Zn permanecem sem reagir.