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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 68

68. O gás oxido de dinitrogênio, N 2 O , gerado na decomposição térmica de nitrato de amônio, foi coletado sob água. O gás úmido ocupou 126   m L em 21   ° C , quando a pressão atmosférica era 755   T o r r . Que volume a mesma quantidade de óxido de dinitrogênio seco ocuparia se ele fosse coletado sob 755   T o r r e 21 ° C ? A pressão de vapor da água é 18,65   T o r r em 21 ° C

Passo 1

Bom! Nossa primeira missão é moleza. A questão nos diz que a pressão externa é igual a 755   T o r r e nos fornece também o valor da pressão de vapor da água em 21   ° C , que é 18,65   T o r r . Logo, a pressão parcial do oxido de dinitrogênio só pode ser dada pela subtração da pressão externa pela pressão de vapor da água:

P p a r c i a l , N 2 O   = P e x t e r n a - P p a r c i a l ,   H 2 O

P p a r c i a l ,   N 2 O = 755   T o r r - 18,65   T o r r

P p a r c i a l ,   N 2 O = 736,35   T o r r

Agora, vamos tratar de obter o número de mols de óxido de de dinitrogênio, usando a equação de Clapeyron:

P V 1 = n N 2 O R T

Onde, sabemos os seguintes dados:

V 1 = 126   m L = 0,126   L P = P p a r c i a l ,   N 2 O = 736,35   T o r r = 736,35 760   a t m T = 21   ° C = 21 + 273   K = 294   K R = 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K

E trocando esses valores na fórmula, obtemos o número de mols de N 2 O :

736,35 760   a t m ⋅ 0,126   L = n N 2 O ⋅ 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ⋅ ( 294   K )

n N 2 O = 736,35 760   a t m ⋅ 0,126   L 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ⋅ ( 294   K )

n N 2 O ≅ 5,06 ⋅ 10 - 3   m o l

Passo 2

Para saber que volume a mesma quantidade de óxido de dinitrogênio seco ocuparia se ele fosse coletado sob 755   T o r r e 21 ° C , vamos pegar o número de mols n N 2 O que encontramos no P a s s o   1 e jogar na equação de Clapeyron, desta vez alterando a pressão para 755   T o r r :

P V 2 = n N 2 O R T

755 760 a t m ⋅ V 2 = 5,06 ⋅ 10 - 3   m o l ⋅ 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ⋅ ( 294   K )

V 2 = 5,06 ⋅ 10 - 3   m o l ⋅ 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ⋅ ( 294   K ) 755 760 a t m

V 2 ≅ 0,123   L ≅ 123   m l

Resposta

Se o gás fosse coletado sob 755   T o r r e 21 ° C , o volume seria:

V 2 ≅ 0,123   L ≅ 123   m l

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