Utilizando os dados mostrados na tabela abaixo, os quais foram obtidos no procedimento 03 da Aula 07 e considerando que o gás do isqueiro é o gás butano, calcule a massa molar teórica do butano com 4 algarismos significativos.
Tabela: Dados para determinação da massa molar do butano
Tabela: Dados para determinação da massa molar do butano
Massa inicial do isqueiro
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23,521 |
---|---|
Massa final do isqueiro
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23,500 |
Temperatura da água
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297,85 |
Pressão
|
0,938 |
Volume
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10,0 |
R (atm.L.K
|
0,082 |
Passo 1
Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A gente precisa calcular a massa molar teórica do butano usando os dados fornecidos na tabela. Isso envolve conceitos de leis dos gases ideais e cálculos de massa molar. Para isso, vamos precisar usar a fórmula dos gases ideais e entender como relacionar pressão, volume, temperatura e quantidade de matéria.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar o que a gente tem e o que precisa encontrar. A massa inicial do isqueiro é 23,521 g e a massa final é 23,500 g. Isso significa que o isqueiro perdeu uma massa de gás butano durante o experimento. Vamos calcular essa massa perdida.
Passo 3
A massa perdida do isqueiro é:
Passo 4
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a quantidade de matéria do gás que foi perdido. A fórmula da lei dos gases é:
Onde:
- $ P $ é a pressão (0,938 atm)
- $ V $ é o volume (10,0 mL = 0,010 L) – lembrando de converter mL para L
- $ R $ é a constante dos gases (0,082 atm·L·K
·mol ) - $ T $ é a temperatura (297,85 K)
- $ n $ é a quantidade de matéria em mols que queremos encontrar
Passo 5
Primeiro, vamos converter o volume de mL para L:
Passo 6
Agora, vamos rearranjar a fórmula para resolver $ n $:
Substituindo os valores:
Passo 7
Vamos calcular o denominador primeiro:
Agora, o numerador:
Então:
Passo 8
Agora que temos a quantidade de mols, podemos calcular a massa molar ($ M $) usando a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
A massa molar teórica do butano é 54,80 g/mol.