Estequiometria: gases fora das CNTP
Entretanto, se o gás em questão estiver fora das CNTP, ou seja, tiver sofrido uma transformação em uma temperatura diferente de 273 K ou pressão diferente de 1 atm, deve-se utilizar a equação geral dos gases perfeitos.
P . V = n . R . T
Onde:
p = pressão (atm)
V = volume (litros)
n = número de mols
R = constante dos gases = 0,082 atm · L · mol-1 · K-1
T = temperatura em Kelvin (K)
De maneira geral, pode-se dizer que os problemas envolvendo gases fora das CNTP podem ser resolvidos da seguinte forma:
1. transformar os dados fornecidos da substância gasosa em número de mols utilizando a equação
P.V= n.R.T; Também é possível o caminho inverso: iniciando pela estequiometria, determinar alguma das grandezas tais como P, V ou T.
2. utilizar as regras do caso geral.
Exemplo:
Dada a reação:
NaHCO³⁽ˢ⁾ + HCl(aq) → NaCl(aq) + CO2⁽ᵍ⁾ + H²O⁽ˡ⁾
Sabendo-se que a reação abaixo ocorreu na temperatura de 27 oC e pressão de 1 atm. Determine a massa de HCl que foi necessária para reagir com NaHCO3 e produzir 492 L de CO2(g).
Resolução:
1. Transformar o volume de CO²⁽ᵍ⁾ em número de mols:
P = 1 atm; V = 492 L; T = 273 + 27 = 300 K; R = 0,082 atm . L . mol⁻¹.K⁻¹
PV = nRT
n= PV/RT
n = 1.492/0,082.300
n = 20 mols de CO²⁽ᵍ⁾
2. Aplicando as regras do caso geral:
Massa molar HCl = 36,5 g/mol
1 mol HCl ___ 1 mol CO²
36,5 g ___ 1 mol CO²
x ___ 20 mols
x = 730 g de HCl
EXERCÍCIO RESOLVIDO
01. (UFSJ) O funcionamento dos airbags dos automóveis baseia-se na utilização de uma reação química que produz uma grande quantidade de gás. Uma reação que tem sido considerada ultimamente é:
5C⁽ˢ⁾ + 2Sr(NO³)²⁽ˢ⁾ → 2SrO⁽ˢ⁾ + 2N²⁽ᵍ⁾ + 5CO²⁽ᵍ⁾
Usando essa reação, considerando R = 0,08 L · atm/K·mol e desprezando o sólido formado, o número de mols de carbono necessário para encher um airbag de 40 L a 1,2 atm e 27º será
a) 4,8
b) 1,4
c) 2,0
d) 5,0
Resolução: B
Primeiro, deve-se calcular o número de mols de gás produzido nas condições de pressão e temperatura fornecidas:
P . V = n . R . T ➱ n = P.V/R.T ➱ n = 1,2.40/0,08.300 = 2 mols
Em seguida, a partir relação estequiométrica entre o carbono e a soma total do número de mols de gases formados, determina-se a quantidade de matéria de C necessária para que se encha um air bag de 2 L:
5 mols de C ______ 7 mols de gás
x ________ 2 mols de gás
x = 1,4 mols.
