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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. 44

44. Que massa de amônia exercerá a mesma pressão que 12   m g de sulfeto de hidrogênio, H 2 S , no mesmo recipiente, sob as mesmas condições?

Passo 1

Bom, primeiro a gente vai calcular o número de mols que há em 12   m g de H 2 S . Para isso, devemos calcular sua massa molar, sabendo que H = 1   g e S = 32   g :

M M ( H 2 S ) = 2 × 1   g + 32   g = 34   g ⋅ m o l - 1

E o número de mols é dado por:

n H 2 S = m a s s a   e m   g m a s s a   m o l a r

n H 2 S = 12 × 10 - 3   g 34   g ⋅ m o l - 1

Passo 2

Agora, vamos calcular qual é a pressão exercida pelo H 2 S pela fórmula:

P V = n R T

P H 2 S V = 12 × 10 - 3   g 34   g ⋅ m o l - 1 ⋅ R T

P H 2 S = 12 × 10 - 3   g 34   g ⋅ m o l - 1 ⋅ R T V

Passo 3

Calcularemos, então, a massa molar da amônia, sabendo que a sua fórmula é N H 3 e H = 1   g e N = 14   g :

M M   N H 3 = 14   g + 3 × 1   g = 17   g ⋅ m o l - 1

E seu número de mols será:

n N H 3 = m 17   g ⋅ m o l - 1

E a pressão exercida pela amônia será dada pela mesma fórmula que a pressão exercida pelo sulfeto de hidrogênio:

P N H 3 = m 17   g ⋅ m o l - 1 ⋅ R T V

Passo 4

Como queremos uma mesma pressão para ambos gases, vamos igualar as duas pressões achadas:

P H 2 S = P N H 3

Como nos foi dado que estão sob as mesmas condições, então suas temperaturas e pressões são as mesmas:

m 17   g ⋅ m o l - 1 ⋅ R T V = 12 × 10 - 3   g 34   g ⋅ m o l - 1 ⋅ R T V

Simplificando:

m 17   g ⋅ m o l - 1 = 12 × 10 - 3   g 34   g ⋅ m o l - 1

m = 12 × 10 - 3   g 34   g ⋅ m o l - 1 ⋅ 17   g ⋅ m o l - 1

m = 204 × 10 - 3   g 34

m = 0,006   g

Resposta

A massa de amônia deverá ser:

m = 0,006   g = 6   m g

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