Um recipiente de aço, destinado a armazenar gases, tem capacidade para 50 litros. No caso de ele conter gás nitrogênio sob pressão de 150 atmosferas e temperatura de 400 kelvins, qual a quantidade de mols e a massa de gás no interior do recipiente? O valor de R e a massa molar do gás são: R = 0,082 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹ e a massa molar = 28 g·mol⁻¹.

Questão

Um recipiente de aço, destinado a armazenar gases, tem capacidade para 50 litros. No caso de ele conter gás nitrogênio sob pressão de 150 atmosferas e temperatura de 400 kelvins, qual a quantidade de mols e a massa de gás no interior do recipiente? O valor de R e a massa molar do gás são: R = 0,082 atm·L·K⁻¹·mol⁻¹ e a massa molar = 28 g·mol⁻¹.

Imagem 1

PV=nRTPV = nRT

n=mMn = \dfrac{m}{M}

Alternativas

A) 0,0044 mol e 0,12 g

B) 229 mols e 6412 g

98%

C) 229 mols e 8 g

D) 244 mols e 6832 g

Explicação

Passo 1) Usar a lei dos gases ideais: PV=nRTPV=nRT Dados:

  • P=150atmP=150\,\text{atm}
  • V=50LV=50\,\text{L}
  • T=400KT=400\,\text{K}
  • R=0,082atm\cdotpL\cdotpK1\cdotpmol1R=0{,}082\,\text{atm·L·K}^{-1}\text{·mol}^{-1}

Calculando nn: n=PVRT=150500,082400n=\frac{PV}{RT}=\frac{150\cdot 50}{0{,}082\cdot 400} n=750032,8228,66229moln=\frac{7500}{32{,}8}\approx 228{,}66\approx 229\,\text{mol}

Passo 2) Calcular a massa a partir da massa molar (M=28g/molM=28\,\text{g/mol}): m=nM22928m=n\cdot M\approx 229\cdot 28 m6412gm\approx 6412\,\text{g}

Portanto, há aproximadamente 229 mols de N2N_2 e massa de 6412 g no recipiente. Alternativa correta: B.

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