Físico-Química ⇒ Química discursiva - UERJ 2001

[medamanda]

O experimento descrito a seguir contribuiu para que Lavoisier derrubasse a Teoria do Flogístico.
Lavoisier aqueceu o litargírio (óxido de chumbo II) até que este se convertesse completamente
em um ar – termo usado, na época, para designar um gás – e um metal. Mediu o volume do ar
produzido e afirmou que este volume era 1000 vezes maior que a quantidade de litargírio
utilizada.
Considere que a comparação de Lavoisier referia-se ao volume das substâncias, que a densidade
do litargírio equivale a 9,37 g.mL-1 , que o experimento foi realizado no nível do mar e que o
gás apresenta comportamento ideal.

Determine a temperatura absoluta em que Lavoisier realizou o experimento.

Resposta

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580K

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Não entendi a resolução dessa questão e como chegar no gabarito. Se possível, alguém pode fazer a resolução detalhada e comentada, por favor?

[Ósmio]

Olá medamanda,

Vamos a reação:

[tex3]PbO\rightarrow Pb+0,5O_2[/tex3]

Assim,

[tex3]n_{O_2}=0,5n_{PbO}[/tex3]

Dessa forma:

[tex3]P_{atm}*V_{O_2}=n_{O_2}*R*T[/tex3]

Obs.: Nível do mar é a mesma coisa que dizer indiretamente dizer que a pressão na qual o experimento ocorre é de 1 atm.

Só conseguimos chegar a resposta se considerarmos o volume de oxigênio produzido for 100x maior que O VOLUME de óxido usado. Assim, vamos fazer o volume de óxido aparecer na equação:

[tex3]1*V_{O_2}=0,5*n_{PbO}*R*T\\V=\frac{1}{2}*\frac{m_{PbO}}{MM_{PbO}}*R*T[/tex3]

Calculando a massa molar do óxido;

[tex3]MM=223,2g/mol[/tex3]

Colocando o volume de óxido utilizado na equação de gases:

[tex3]m_{PbO}=9,37*V_{PbO}[/tex3]

Pra fazer essa questão, devemos converter a densidade para g/L já que na equação de gases ideias, a constante está ajustada para L e não mL. Dessa forma, basta multiplicar 9,37 por 1000. Logo:

[tex3]V=\frac{1}{2}*\frac{9,37*1000*V_{PbO}}{223,2}*0,082*T[/tex3]

Sabendo que o volume de O2 é 1000 maior que o de PbO:

[tex3]1000V_{PbO}=\frac{1}{2}*\frac{9,37*1000*V_{PbO}}{223,2}*0,082*T\\T=581K[/tex3]

Provavelmente a prova deu valores das constantes e massas molares de tal forma que desse 580K certinho, mas acho que a ideia é essa.