Uma chapa de ferro é colocada dentro de um reservatório contendo solução aquosa de ácido clorídrico. Após um certo tempo observa-se a dissolução do ferro e formação de bolhas gasosas sobre a superfície metálica. Uma bolha gasosa, de massa constante e perfeitamente esférica, é formada sobre a superfície do metal a metros de profundidade. Calcule.
a) o volume máximo dessa bolha de gás que se expandiu até atingir a superfície do líquido, admitindo-se que a temperatura é mantida constante e igual a e que a base do reservatório está posicionada ao nível do mar.
b) a massa de gás contida no volume em expansão da bolha. Sabe-se que no processo corrosivo que originou a formação da bolha de gás foram consumidos átomos de ferro.
Sabe-se que no processo corrosivo que originou a formação da bolha de gás foram consumidos $3{,}0\times 10 ^{15}$ átomos de ferro.
Dado: massa específica da solução aquosa de $\ce{HCl}$ é igual a $1020\text{ kg m}^{-3}$ na temperatura de $25^{\circ}\text{C}$.
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Equação química:
$$\ce{Fe + 2HCl -> FeCl2 + H2}$$
$a)$ Por $PV = nRT$, temos que
$$V = \dfrac{nRT}{P} = 5 \cdot 10^{-9} \cdot 0,082 \cdot 298 = 1,2 \cdot 10^{-7} \ L$$
$Obs.:$ O número de mols pode ser encontrado utilizando regra de três. Sabe-se que em um mol de moléculas contém $6 \cdot 10^{23}$ moléculas, quando tivermos $3 \cdot 10^{15}$, teremos $5 \cdot 10^{-9}$ mol.
$b)$ Lembre-se que $m = nM$, logo m = $1\cdot 10^{-8}g$ de $H_{2}$.
