Uma amostra de 500 mg\pu{500 mg} de sódio metálico foi colocada em um balão contendo água em um dia em que a pressão atmosférica era 758 Torr\pu{758 Torr}. O sódio reagiu completamente com a água para produzir 137 mL\pu{137 mL} de uma mistura de gás hidrogênio e vapor d’água a 24 °C\pu{24 \degree C}.

Nesta temperatura, a pressão parcial da água é 24 Torr\pu{24 Torr}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da pureza da amostra de sódio.

Gabarito 2C.16

A reação balanceada é a seguinte: 2Na(s)+2H2O2NaOH+H2(g)2Na_{(s)}+2H_{2}O\rightarrow 2NaOH+H_{2(g)} Como o balão está em equilíbrio com a atmosfera: Pext=PmisturaP_{ext}=P_{mistura} Pmistura=758TorrP_{mistura}=758\,Torr Cálculo da pressão de hidrogênio: PH2=PtotalPH2OP_{H_{2}}=P_{total}-P_{H_{2}O} PH2=75824P_{H_{2}}=758-24 PH2=734TorrP_{H_{2}}=734\,Torr Cálculo do número de mols: n=PVRTn=\frac{PV}{RT} n=(734Torr)137103L62,4TorrLmolK297Kn=\frac{(734\,Torr)137\cdot10^{-3}\,L}{62,4\,\frac{Torr\,L}{mol\,K}\cdot297\,K} nH2=5,4mmoln_{H_{2}}=5,4\,mmol Cálculo do número de mols de sódio Pela estequiometria: nNa2=nH21\frac{n_{Na}}{2}=\frac{n_{H_{2}}}{1} nNa=25,4n_{Na}=2\cdot5,4 nNa=10,8mmoln_{Na}=10,8\,mmol Cálculo da massa de sódio: m=nMm=n \cdot M m=(10,8103mol)23gmol1m=(10,8\cdot10^{-3}\,mol)\cdot23\,g\,mol^{-1} m=0,2484gm=0,2484\,g Cálculo pureza da amostra de sódio: η=0,2484 g0,5 g50% \eta = \dfrac{ \pu{0,2484 g} }{ \pu{0,5 g}} \approx 50\%