O gás ozônio é um forte oxidante e pode ser empregado como um germicida para água de piscinas, principalmente, em escolas de natação para bebês e crianças. Esse gás é obtido por um aparelho denominado ozonizador que, através de uma descarga elétrica, consegue transformar gás oxigênio em gás ozônio, de acordo com a equação não balanceada: O2 (9) → O3 (0)
Partindo-se de 1.680 L ar atmosférico (medidos nas condições normais de temperatura e pressão), com 20% do volume de gás oxigênio, o volume máximo obtido de O3 (9), com rendimento de 70% no processo, é de:
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Soluções para a tarefa
Resposta:
156,8
Explicação:
Como você tem 1680 L de ar atmosférico e o O2 corresponde a apenas 20% disso, então temos 336 L de O2 (20% ou 0,2 x 1680). Esta quantidade corresponde a 15 mols de O2 ( 336L dividido por 22,4), assim nós faremos uma regra de três para descobrir quantos mols de O3 temos em 15 mols de O2, e a resposta será 10 mols de O3 (em 15 mols de O2 eu tenho 30 oxigênios, em 10 mols de O3 eu tenho 30 oxigênios). Depois é só fazer uma regra de 3 para descobrir quantos litros de O3 teremos em 10 mols, o que seria 224 L, porém como o rendimento é de 70%, nós multiplicaremos por 224 e acharemos 156,8L.
O volume máximo de ozônio obtido a partir do ar atmosférico, com 20% do volume de gás oxigênio, com rendimento de 70% no processo, é de 156,8 L.
Partiu-se de 1680 L de ar atmosférico (nas CNTP). O volume de oxigênio em relação a esse total é de apenas 20%. Para encontrar o volume de oxigênio, será feita a seguinte regra de três:
1680 --- 100%
x ---- 20%
x = 336 litros (volume de oxigênio).
Esse volume de oxigênio será convertido em mol, e posteriormente será encontrada a quantidade de ozônio obtida.
1 mol de um gás na CNTP ocupa um volume de 22,4 litros. A quantidade de mol de oxigênio presente em 336 litros é:
1 mol de oxigênio ---- 22,4 litros
x ----- 336 litros
x = 15 mol
Conforme a reação balanceada:
3 O₂ ⇒ 2 O₃
3 mol de oxigênio produzem 2 mol de ozônio. Logo, 15 mol de oxigênio produzem:
3 mol de O₂ ------ 2 mol O₃
15 mol de O₂ ----- x
x = 10 mol de O₃
Se o rendimento no processo fosse 100%, 15 mol de O₂ produziriam 10 mol de O₃. Como o rendimento é de 70%, será feita outra regra de três:
10 mol de O₃ ----- 100%
x ------ 70%
x = 7 mol de O₃ são obtidos
Como a questão pergunta em volume e não em mol, será realizada a conversão:
1 mol de O₃ ---- 22,4 l
7 mol de O₃ ---- x
x = 156,8 L de ozônio são obtidos.
O volume máximo de O₃ obtido é de 156,8 L.
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