Físico-Química ⇒ (Unifacs)Reação entre gases e Velocidade de efusão Tópico resolvido

[fmatheus]

Amônia e Ácido Clorídrico reagem para formar cloreto de amônio sólido ([tex3]NH_4Cl[/tex3]). Dois frascos de 2L a 25°C são conectados por uma torneira. Um frasco contém 5g de amônia e o outro contém 5g de ácido clorídrico gasoso.Quando a torneira é aberta, os gases reagem, responda:

a)Qual a pressão final no sistema depois que a reação se completar(despreze o volume de cloreto de amônio formado)?

b)Supondo que foi medido o tempo de 1,15min para deslocamento dos gases e as distancias percorridas pelos gases foi de 17,5cm para a amônia e de 12cm para o ácido, calcule a percentagem de erro na determinação da velocidade relativa teórica e experimental.

[VALDECIRTOZZI]

A equação química que representa o processo é a seguinte:
[tex3]NH_{3(g)}+HC\ell_{(g)} \rightarrow NH_4C\ell_{(g)}[/tex3]

Cálculo do número de mols [tex3](n)[/tex3]:
[tex3]n_{NH_3}=\frac{m_{NH_3}}{M_{NH_3}}=\frac{5}{17}=0,2941 \ mol[/tex3]
[tex3]n_{HC\ell}=\frac{m_{HC\ell}}{M_{HC\ell}}=\frac{5}{36,5}=0,1370 \ mol[/tex3]

Conclui-se que, pela estequiometria da reação, que 1 mol de [tex3]NH_3[/tex3] reagem com 1 mol de [tex3]HC\ell[/tex3] e se forma 1 mol de [tex3]NH_4C\ell[/tex3].

Daí:
0,1370 mol de [tex3]NH_3[/tex3] reagem com 0,1370 mol de [tex3]HC\ell[/tex3] e se forma 0,1370 mol de [tex3]NH_4C\ell[/tex3].
Após a reação resta no sistema: [tex3]0,2941-0,1370=0,1571 \ mol[/tex3] de [tex3]NH_3[/tex3] e 0,1370 mol de [tex3]NH_4C\ell[/tex3].

A pressão do sistema, após a reação será:
[tex3]P \cdot V_{total}=\left(n_{NH_3}+n_{NH_4C\ell}\right) \cdot R \cdot T[/tex3]
[tex3]P \cdot 4=(0,1571+0,1370) \cdot 0,082 \cdot 298[/tex3]
[tex3]P\approx 1,80 \ atm[/tex3]

Pela lei da difusão de Graham as velocidades de deslocamento dos gases se relacionam com as massa molares pela expressão:

[tex3]\frac{v_{NH_3}}{v_{HC\ell}}=\sqrt{\frac{M_{HC\ell}}{M_{NH_3}}}[/tex3]
[tex3]\frac{v_{NH_3}}{v_{HC\ell}}=\sqrt{\frac{36,5}{17}}=1,465[/tex3]

Experimentalmente temos:
[tex3]\frac{v_{NH_3}}{v_{HC\ell}}=\frac{\frac{175 \ mm}{75 \ s}}{\frac{125 \ mm}{75 \ s}}=\frac{7}{5}=1,4[/tex3]

O erro será dado por: [tex3]\frac{1,465-1,4}{1,465}\cdot 100\%=4,44 \%[/tex3]

Espero ter ajudado!

[fmatheus]

O meu erro na letra 'a' foi que eu calculei as pressões parciais e somei como se não houvesse reação, além de que, não levei em consideração que restou [tex3]NH_3[/tex3]

Na letra 'b' o meu erro foi uma destração na lei de difusão de Graham. Coloquei a massa molecular do [tex3]NH_3[/tex3] com sendo 18 e não 17, por isso meu erro foi de 2,24%

Obrigado pela ajuda.