48. A densidade do gás de um composto de fósforo é 0,943   g ⋅ L - 1 , em 420   K , quando sua pressão é 727   T o r r .

(a) Qual é a massa molar do composto?

(b) Supondo que o composto permanece gasoso, qual seria sua densidade em 1   a t m e 298   K ?

Passo 1

(a) Bom, primeiro vamos tentar achar alguma relação entre a densidade de um gás e a fórmula dos gases perfeitos:

P V = n R T

Como n é o número de mols e pode ser escrito como:

n = m a s s a   e m   g m a s s a   m o l a r

P V = m M M R T

m V = P ⋅ M M R ⋅ T

E aqui podemos observar que m / V é o equivalente à densidade de um gás

d = P ⋅ M M R ⋅ T

Passo 2

Isolando a massa molar M M da equação da densidade, temos:

M M = d ⋅ R ⋅ T P

Mas a pressão foi dada em T o r r , então precisamos convertê-la para a t m :

P   a t m = P   T o r r ⋅ 1 760

P   a t m = 727   T o r r ⋅ 1 760

P = 0,957   a t m

E substituindo por valores numéricos:

M M = ( 0,943   g ⋅ L - 1 ) ( 0,08206   L ⋅ a t m ⋅ K - 1 ⋅ m o l - 1 ) ( 420   K ) 0,957   a t m

M M = 32,50   g ⋅ a t m 0,957   a t m

M M = 33,96 ≅ 34   g ⋅ m o l - 1

Passo 3

(b) Podemos usar a fórmula da densidade que foi achada no item (a):

d = P ⋅ M M R ⋅ T

E substituir os valores de temperatura e pressão pelos pedidos no enunciado:

d = ( 1   a t m ) ( 34   g ⋅ m o l - 1 ) ( 0,08206   L ⋅ a t m ⋅ K - 1 ⋅ m o l - 1 ) ( 298   K )

d = 34   g ⋅ a t m ⋅ m o l - 1 24,45388   L ⋅ a t m ⋅ m o l - 1  

d = 1,39   g ⋅ L - 1

Resposta

(a) A massa molar do composto é:

M M = 34   g ⋅ m o l - 1

(b) A densidade do composto nas condições pedidas é:

d = 1,39   g ⋅ L - 1

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