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
Massa inicial do isqueiro (g) 23,521
Massa final do isqueiro (g) 23,500
Temperatura da água (K) 297,85
Pressão (atm) 0,938
Volume (mL) 10,0
R (atm.L.K ^-1 mol^-1) 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:
Massa perdida = Massa inicial - Massa final = 23,521, g - 23,500, g = 0,021, g

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:
PV = nRT
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 P ·mol V )
  • $ 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:
10,0, mL = 0,010, L

Passo 6

Agora, vamos rearranjar a fórmula para resolver $ n $:
n
Substituindo os valores:
n = PVRT

Passo 7

Vamos calcular o denominador primeiro:
0,082 times 297,85 = 24,4487
Agora, o numerador:
0,938 times 0,010 = 0,00938
Então:
n = 0,0093824,4487 approx 0,000383, mol

Passo 8

Agora que temos a quantidade de mols, podemos calcular a massa molar ($ M $) usando a fórmula:
M
Substituindo os valores:
M = Massan

Resposta

A massa molar teórica do butano é 54,80 g/mol.

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