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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. 120

Uma amostra do gás arsano, A s H 3 , em um frasco de 500,0   m l , em 300   T o r r e 223   K , é aquecido até 473   K , temperatura na qual o arsano se decompõe em arsênio sólido e gás hidrogênio. O frasco é, então, esfriado até 273   K e a pressão alcança 508   T o r r . Será que todo o arsano se decompõe? Calcule a porcentagem de moléculas de arsano que se decompuseram.

Passo 1

Oi, galerinha! Tudo bom? Primeiro precisamos entender o que está acontecendo. Vamos fazer isso montando a reação química.

O enunciado diz que o gás A s H 3 se decompõe em gás H 2 e arsênio sólido. Logo a reação balanceada fica assim:

  A s H 3 →   A s + 3 2   H 2

Note que para cada 1   m o l   d e   A s H 3 são produzidos 1,5   m o l   d e   H 2 . Com isso, ao final da reação haverá um aumento no número de mols do sistema.

Agora vamos aos cálculos!

Passo 2

Para iniciarmos a solucionar o problema devemos calcular a quantidade mols inicial. Antes de começarmos a reação. Para isso vamos aplicar:

P V = n R T

Substituindo os valores, lembrando que passar as unidades para SI, ficamos com

0,39   a t m × 0,5   L = n × 0,082 a t m   L m o l   K × 223   K

n = 0,010   m o l

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols ao final da reação. Aplicando:

P V = n R T

Substituindo os valores, lembrando que passar as unidades para SI, ficamos com

0,67   a t m × 0,5   L = n × 0,082 a t m   L m o l   K × 27 3   K

n = 0,01 5   m o l

Agora vamos voltar para reação química.

Passo 4

Analisando da reação química,

A s H 3 →   A s + 3 2   H 2

Temos que a produção de H 2 aumenta 0,5   m o l no sistema. Então vamos fazer a diferença de mols inicial e final para saber de quanto foi o aumento,

∆ n = n f i n a l - n i n i c i a l

∆ n = 0,015 - 0,010 = 0,05

Note que a proporção se mantem, logo todo A s H 3 foi convertido em H 2 . Logo, 100 % é convertido.

Resposta

100 %

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