Uma estudante coletou um gás natural de uma tubulação de gás de laboratório, a 25ºC, em um frasco de
250cm3
, até que a pressão do gás fosse a 73,5KPa. Determinou, então, que a amostra de gás pesava 0,118g a uma
temperatura de 25ºC. A partir destes dados, calcule a massa molar do gás.
Dados:
R =8,314 KPa dm3
/K.mol
Respostas
Resposta:
16 g/mol
Explicação:
Primeiro passo para qualquer questão que envolve cálculo com grandezas físicas é comparar as unidades de medida e alterá-las quando nescessário. Observe que o a unidade de medida do R possui dm3 (decímetros cúbicos), mas o volume do frasco está em cm3 (centímetros cúbicos). Então convertemos cm3 para dm3 usando regra de 3.
1000 cm3 = 1 dm3
250 cm3 = x
250 × 1 = 1000x
x = 250/1000 = 0,25 dm3
Também precisamos converter a temperatura que está em K (Kelvin) no R e em °C na questão.
x°C + 273,15 = xK
25°C + 273,15 = 298,15 K
O próximo passo é usar a equação geral dos gases
pV = nRT
Alguns desses termos já possuem valores
p = 73,5 kPa
V = 0,25 dm3
R = 8,314 kPa.dm3 / K.mol
T = 298,15 K
Não temos o n (número de mols) do gás, mas temos a massa de 0,118g. Então podemos usar a seguinte relação
n=m/M
m é a massa da amostra (em gramas)
M é a massa molar (g/mol) - O QUE A QUESTÃO QUER.
Reescrevendo...
pV= (m/M)RT
Substituindo pelos valores...
73,5 × 0,25 = (0,118/M) × 8,314 × 298,15
18,375 = (0,118/M) × 2478,82
18,375/2478,15 = 0,118/M
0,00741 = 0,118/M
M = 0,118/0,00741
M = 15,92 ≈ 16 g/mol