Question

A pressão no interior de um cilindro de butano é cerca de 760 mmHg, a temperatura ambiente. Este cilindro conporta até aproximadamente 72L.Qual a massa de butano no interior deste cilindro?

Answer 1

Temos aqui uma questão de gases. Para resolver essa questão devemos utilizar a fórmula geral dos gases, representada por : PV = nRT, onde,

P, é a pressão.
V, é o volume.
n, é o número de mols, obtido pela razão entre a massa(m) em gramas(g) e a massa molar (MM) em gramas por mol(g/mol), da substância.
T, é a temperatura, na qual sempre deve estar em Kelvin(K).
R, é a constante universal dos gases, dada por: 0,082 atm * L * mol^-1 * K^-1.

Primeiro, devermos analisar a questão e retirar os dados.

Então, a questão fala do butano, que é um composto orgânico de fórmula molecular C4H10. Depois ela dar a pressão(P) que é 760 mmHg, e logo em seguida dar o volume (V) do cilindro, em que se encontra a substância, que equivale a 72L. E por fim a questão pede a massa da substância que ocupa o cilindro.

Agora, basta apenas realizar a transformações de algumas unidades e usar a fórmula geral dos gases:
Podemos utilizar 25°C como temperatura ambiente, mas devemos transfromar de celcius para Kelvin, através da seguinte fórmula:

TK = TC + 273
TK = 25 + 273
T= 298 K

Depois transformar a pressão(P) em atm, sabendo que 760mmHg equivale a 1 atm. temos então:

P = 760mmHg = 1 atm
P = 1 atm

O volume não precisa mudar, pois já está em litros (L).

O valor de n a questão não dar, e como a a fórmula para descobrir o valor de n é m/MM, e a questão pode a massa podemos utilizar essa expressão no lugar do n, na fórmula geral dos gases. E para isso precisamos da Massa molar(MM) do butano(C4H10):
C = 12*4
H = 1*10
MM= C + H
MM = 48 + 10 
MM = 58 g/mol

ATENÇÃO!
É importante realizar as transformações das unidades, pois estas devem coincidir com as unidades que estão na constante universal dos gases, que pode aparecer nas questões, de diferentes formas. No caso dessa questão, não dar o valor do R, acredito que ela considera que você já conhece.


 Então temos:
T = 298 K
P = 1 atm
V = 72 L
R = 0,082 amt L / mol K
n = m/MM
MM = 58 g/mol

PV = nRT
PV = m/MM*RT
PV/RT = m/MM
m = MM * P * V/RT
m = 58 * 1 * 72/0,082 * 298
m = 4176/24,436
m = 170,8 g


Então a massa do Butano(C4H10) ,que está no cilindro é, 170,8 g