Questão 10. A um recipiente, contendo solução aquosa de ácido sulfúrico, foi adicionada uma
massa m de carbonato de sódio. Imediatamente após a adição desse sal, foi adaptado, à boca do
recipiente, um cilindro de raio r, no interior do qual um êmbolo, de massa desprezível, pode se
deslocar sem atrito. Após algum tempo, o carbonato de sódio foi totalmente consumido, e o gás
liberado moveu o êmbolo para cima.
Nessa transformação, o ácido sulfúrico era o reagente em excesso.
a) Escreva a equação química balanceada que representa a transformação que ocorreu dentro do
recipiente.
b) O experimento descrito foi repetido utilizando-se carbonato de potássio em lugar de carbonato
de sódio. A massa de carbonato de potássio utilizada nesse segundo experimento também foi m. A
altura atingida pelo êmbolo foi a mesma nos dois experimentos? Explique. (Considere desprezível a
variação de temperatura no sistema).
c) Escreva a expressão matemática que relaciona a altura x, atingida pelo êmbolo, com a massa m
de carbonato de sódio.
Para isso, considere que
– a solubilidade do gás, na solução, é desprezível, e não há perda de gás para a atmosfera;
– nas condições do experimento, o gás formado se comporta como um gás ideal, cujo volume é
dado por V = nRT/P, em que:
P = pressão do gás
n = quantidade de matéria do gás (em mol)
R = constante universal dos gases
T = temperatura do gás (em K)
Observação: Use a abreviatura MM para representar a massa molar do carbonato de sódio.
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