Química · gases ideais · estequiometria · rendimento de reação
Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha calculou que, para promover o crescimento adequado da massa durante o cozimento de um bolo a 180 °C (453 K) e 1,00 atm, ela precisaria utilizar uma quantidade de fermento químico suficiente para produzir um volume de gás igual a 4,00 L. Com esse objetivo, ela escolheu utilizar o bicarbonato de amônio, um composto que, sob aquecimento, degrada-se em três gases distintos, que são os responsáveis pelo crescimento da massa. A decomposição do bicarbonato de amônio ocorre conforme a equação química apresentada e, nas condições do cozimento, seu rendimento é de 80%. NH₄HCO₃ (s) → NH₃ (g) + CO₂ (g) + H₂O (g) Considere que a mistura dos gases se comporta como gás ideal nas condições de cozimento utilizadas pela chefe. Dados: Massa molar do NH₄HCO₃ = 79 g ⋅ mol⁻¹ e R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol⁻¹ ⋅ K⁻¹. A massa, em grama, de bicarbonato de amônio que ela deve utilizar é mais próxima de
2,3 g
3,5 g
5,9 g
6,8 g
8,9 g
PV = nRT dá 0,108 mol de gás. Cada mol do sal gera 3 mol de gás, e o rendimento é 80%: 0,108 ÷ 3 ÷ 0,8 × 79 ≈ 3,5 g.
Por que a B é a certa
Pela equação dos gases, n = PV ÷ RT = 1,00 × 4,00 ÷ (0,082 × 453) ≈ 0,108 mol de gás. Cada mol de bicarbonato de amônio produz 3 mol de gás (NH₃, CO₂ e H₂O), então seriam precisos 0,036 mol do sal. Como só 80% reagem, é preciso mais: 0,036 ÷ 0,8 ≈ 0,045 mol. Em massa, 0,045 × 79 ≈ 3,5 g.
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