O gás nitrogênio, em seu estado líquido, é utilizado para conservação de sêmen animal, assim como para congelar e esterilizar alimentos. No estado gasoso, pode ser usado na fabricação de gás amônia, empregado como fertilizantes no solo. Tomando por base 20g de gás nitrogênio (N²) utilizados na produção de adubo químico à uma temperatura de 27°C e pressão de 1atm, qual seria o volume desse mesmo gás, utilizado no processo?
Soluções para a tarefa
Massa Molar:
(Considerando, N = 14 g/mol)
N₂ = 2N = 2 . 14 g = 28 g/mol
Agora basta converter a temperatura para Kelvin antes jogar na fórmula de Clapeyron dos gases ideais.
Convertendo de ºC para K:
TK = TºC + 273,15
TK = 27 + 273,15 = 300,15 K
Fórmula de Clapeyron:
P . V = m/M . R . T
Onde,
P = pressão = 1 atm
V = volume em litros = ??? pergunta da questão
m = massa em g = 20 g
M = massa Molar = 28 g
R = constante dos gases ideais = 0,082 atm . L/K.mol
T = temperatura = 300,15 K
Jogando os dados na fórmula:
P . V = m/M . R . T
1 . V = 20/28 . 0,082 . 300,15
V = 17,58 L
A fórmula é
P × V = n × R × t, sendo
P = pressão
V = volume
n = número de mols
R = constante de valor 0,082
t = temperatura em K
Temos todos os valores, menos o n e t, que são:
n = massa de N2 utilizada ÷ massa molar do N2
n = 20 g ÷ 28 g
n = 0,714
t = 27 + 273
t = 300 K
Logo, temos todos os valores:
1 × V = 0,714 × 0,082 × 300
V = 17,564 L