Físico-Química ⇒ Estequiometria dos gases. Tópico resolvido

[GLAYDSON]

Um mol de carvão reagiu estequiometricamente com oxigênio gasoso, em um cilindro com êmbolo móvel. Após a reação se completar, o cilindro é mergulhado em banho de gelo e água, ao nível do mar, e deixado em repouso. O movimento do êmbolo é limitado apenas pela pressão externa ambiente. O volume de gás dentro do cilindro deve ser de:

a) 11,2 litros.
b) 22,7 litros.
c) 44,8 litros.
d) zero litros.
e) Faltam dados para resolução.

[Planck]

Olá GLAYDSON,

Inicialmente, é preciso que o enunciado seja descrito na forma de uma reação química para que as devidas conclusões sejam obtidas. Desse fato, podemos elaborar a seguinte reação química:

[tex3]\text{C}_{\text{(s)}} + \text{O}_{2 \text{(g)}} \longrightarrow \text{C} \text{O}_{2 \text{(g)}}[/tex3]

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[tex3]\text{C}_{\text{(s)}} + \text{O}_{2 \text{(g)}} \longrightarrow \text{C} \text{O}_{2 \text{(g)}}[/tex3]

Como a proporção estequiométrica é de [tex3]1:1:1[/tex3]

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[tex3]1:1:1[/tex3]

, já podemos fazer diretamente os cálculos. Como forma de relacionar as informações do enunciado, podemos utilizar a equação de Clapeyron. Desse modo, temos que:

[tex3]\text{P} \cdot \text{V} = \text{n} \cdot \text{R} \cdot \text{T} \, \, \iff \, \, 1 \cdot \text{V} = 1 \cdot 8,2 \cdot 10^{-2} \cdot 273 \, \, \, \, \Rightarrow \, \, \, \, {\color{forestgreen}\boxed{\text{V} = 22,4 \text{ [L] }}}[/tex3]

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[tex3]\text{P} \cdot \text{V} = \text{n} \cdot \text{R} \cdot \text{T} \, \, \iff \, \, 1 \cdot \text{V} = 1 \cdot 8,2 \cdot 10^{-2} \cdot 273 \, \, \, \, \Rightarrow \, \, \, \, {\color{forestgreen}\boxed{\text{V} = 22,4 \text{ [L] }}}[/tex3]

Note que, utilizei a pressão de [tex3]1 \text { [atm] }[/tex3]

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[tex3]1 \text { [atm] }[/tex3]

, pois, o cilindro é mergulhado em banho de gelo e água, ao nível do mar, e deixado em repouso. Além disso, utilizei a temperatura como [tex3]273 \text { [K] }[/tex3]

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[tex3]273 \text { [K] }[/tex3]

, pois, o cilindro é mergulhado em banho de gelo e água.