Question

Considere um tanque de aço cujo volume é 68,0 L e que contém gás O2 a uma pressão de 15.900 kPa a 23 oC. (a) Qual a massa de O2 que o tanque contém? (b) Qual volume o gás ocuparia nas CNTP? (c) À qual temperatura e pressão no tanque seria igual a 170 atm? (d) À qual pressão seria a pressão do gás, em kPa, se ele fosse transferido para um recipiente a 24 oC cujo volume é 52,6 L?

Answer 1

Explicação:

Como não foi fornecido quais medidas devem ser usadas, atribuí as constantes de acordo com o que cada letra pede. É válido lembrar que todas as constantes são equivalentes desde que toda a análise dimensional da questão seja bem feita, ou seja, escolher uma constante ou outra não traz diferença nos resultados desde que todas as unidades estejam corretas.

A) P.V = N.R.T

Onde > P = Pressão

V > Volume

N > Número de Mols

R > Constante universal dos gases, no caso, como foi dada a pressão em Pascal, ela vale 8,3 (m3 · Pa · K−1 · mol−1)

Obs > Temperatura deve ser em Kelvin > Transformação de Celsius para Kelvin > TK = Tc + 273 > 23+273 = 296

15.900 X 10^3 . 68 = N . 8,3 . 296

1,59 X 10^7 . 68 = 2456,8

108,1 X 10^7 = 2,456 X 10^3 . N

N = 10810 X 10^5/2,456 X 10^3

N = 4,4 X 10^2 > 4400 MOLS de O2

1 mol de O2 ----------- 32 G

4400 mols de O2 --------- X

X = 140.800 gramas de O2 > 140,8 Kg

B) Para calcular o volume >

Nas CNTP > 1 ATM (Pressão) E 0° Celsius

Equivalência > 1 ATM = 10^5 Pascal e 0° Celsius = 273 Kelvin

P.V =N.R.T

10^5 . V = 4400 . 8,3 . 273 > 10^5 .V = 9.969.960

V = 9,9 X 10^6/10^5 > V = 9,9 X 10^1, V = 99 L

C) P.V = N.R.T

Dados foram dados em função da pressão em ATM > Pode-se usar a constante de valor 0,082 (L · atm · K−1 · mol−1)

178 . 68 = 4400 . 0,082 . T

12104 = 360,8 . T

T = Aproximadamente 33,54 Kelvin > Aproximadamente -240° Celsius

D) Podemos usar a equação de transformação dos gases >

Pi.Vi/Ti = Pf.Vf/TF

Pi, Vi e Ti = Pressão, Volume e Temperatura (em K) iniciais

Pf, Vf e Tf = Pressão, Volume e Temperatura (em K) finais

1,59 X 10^7 . 68/296  = Pf . 52,6/297 >

108,12 X 10^7 = 52,6 . Pf/297

297 . 108,12 X 10^7 = 52,6 . Pf

32.111 X 10^7 = 52,6 . Pf

Pf = 32.111 X 10^7/52,6 = 610,5 X 10^7 = 6,1 X 10^9 Pascal ou 6,1 X 10^6 KPa