Por: Letícia Frota Barreto.
Iniciante
Massa de $$CaCO_3$$ puro na amostra:
$$m_{CaCO_3} = 250\ g \times 0,80 = 200\ g$$
Massas molares:
$$MM(CaCO_3) = 40 + 12 + (3 \times 16) = 100\ g/mol$$
$$MM(CaO) = 40 + 16 = 56\ g/mol$$
Cálculo estequiométrico (100% de rendimento):
$$100\ g\ CaCO_3 \rightarrow 56\ g\ CaO$$
$$200\ g\ CaCO_3 \rightarrow x$$
$$x = \frac{200 \times 56}{100} = 112\ g\ de\ CaO\ (teórico)$$
Aplicação do rendimento (90%):
$$m_{real} = 112\ g \times 0,90 = \mathbf{100,8\ g\ de\ CaO}$$
Intermediário
Massa molar da sacarose:
$$MM = (12 \times 12) + (22 \times 1) + (11 \times 16) = 144 + 22 + 176 = 342\ g/mol$$
Número de mols de sacarose:
$$n_1 = \frac{m}{MM} = \frac{68,4\ g}{342\ g/mol} = 0,20\ mol$$
a. Cálculo da molalidade:
$$m_{solvente} = 500\ g = 0,5\ kg$$
$$W = \frac{n_1}{m_{solvente} (kg)} = \frac{0,20\ mol}{0,5\ kg} = \mathbf{0,40\ mol/kg}$$
b. Pressão de vapor da solução:
Número de mols da água:
$$MM_{H_2O} = (2 \times 1) + 16 = 18\ g/mol$$
$$n_2 = \frac{500\ g}{18\ g/mol} \approx 27,78\ mols$$
Fração molar da água ($$X_2$$):
$$X_2 = \frac{n_2}{n_1 + n_2} = \frac{27,78}{0,20 + 27,78} = \frac{27,78}{27,98} \approx 0,99285$$
Lei de Raoult:
$$P = P_0 \times X_2$$
$$P = 20,0\ mmHg \times 0,99285 \approx \mathbf{19,86\ mmHg}$$
Avançado
$$NO_{2(g)} \rightleftharpoons N_2O_{4(g)}$$
Concentração inicial:
$$[NO_2]_0 = \frac{4,0\ mols}{2,0\ L} = 2,0\ mol/L$$
Tabela de Equilíbrio (Concentrações em $$mol/L$$):
| Grandezas | $2 NO_{2(g)}$ | $\rightleftharpoons$ | $N_2O_{4(g)}$ |
|---|---|---|---|
| Início | $$2,0$$ | $$0$$ | |
| Reage / Forma | $$- 2x$$ | $$+ x$$ | |
| Equilíbrio | $$2,0 – 2x$$ | $$x$$ |
Determinando $$x$$:
$$2x = 0,60 \times 2,0 = 1,20\ mol/L \Rightarrow x = 0,60\ mol/L$$
Concentrações no equilíbrio:
$$[NO_2] = 2,0 – 1,20 = 0,80\ mol/L$$
$$[N_2O_4] = x = 0,60\ mol/L$$
a. Cálculo de $$K_c$$:
$$K_c = \frac{[N_2O_4]}{[NO_2]^2} = \frac{0,60}{(0,80)^2} = \frac{0,60}{0,64} = \mathbf{0,9375\ (ou\ 0,94)}$$
b. Cálculo de $$K_p$$:
$$K_p = K_c \cdot (R \cdot T)^{\Delta n}$$
$$\Delta n = n_{produtos} – n_{reagentes} = 1 – 2 = -1$$
$$K_p = 0,9375 \cdot (0,082 \cdot 300)^{-1} = 0,9375 \cdot (24,6)^{-1} = \frac{0,9375}{24,6} \approx \mathbf{0,038\ atm^{-1}}$$
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