Um extintor caseiro foi produzido utilizando-se vinagre e bicarbonato de sódio, conforme a figura: Após a inclinação do recipiente, ocorreu o conta...

a) O sistema inicial é composto por 4 elementos químicos: carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e sódio (Na). E é formado por 2 substâncias: vinagre (solução aquosa de ácido acético) e bicarbonato de sódio (NaHCO3). b) Para calcular a massa de gás carbônico produzida na reação, é necessário utilizar a equação química balanceada da reação: NaHCO3 + CH3COOH → NaCH3COO + H2O + CO2 A partir da equação, é possível verificar que a proporção entre o bicarbonato de sódio e o dióxido de carbono é de 1:1. Ou seja, para cada mol de bicarbonato de sódio, é produzido 1 mol de dióxido de carbono. Para calcular a quantidade de matéria (em mol) de bicarbonato de sódio, é necessário utilizar a fórmula: n = m/M Onde "n" é a quantidade de matéria, "m" é a massa e "M" é a massa molar. Substituindo os valores, temos: n = 4,5 g / 84 g/mol n = 0,0536 mol Como a proporção entre o bicarbonato de sódio e o dióxido de carbono é de 1:1, a quantidade de matéria de dióxido de carbono produzida é a mesma: n(CO2) = 0,0536 mol Para calcular o volume ocupado pelo dióxido de carbono, é necessário utilizar a equação dos gases ideais: PV = nRT Onde "P" é a pressão, "V" é o volume, "n" é a quantidade de matéria, "R" é a constante universal dos gases e "T" é a temperatura em Kelvin. Substituindo os valores, temos: V = nRT/P V = 0,0536 mol x 0,082 atm L mol^-1 K^-1 x 300 K / 14,76 atm V = 0,108 L Como o volume disponível para o gás é de 100 mL (0,1 L), é necessário calcular a pressão que o dióxido de carbono exerce nesse volume: P1V1 = P2V2 Onde "P1" e "V1" são a pressão e o volume iniciais (14,76 atm e 0,108 L, respectivamente) e "P2" e "V2" são a pressão e o volume finais (desconhecidos). Substituindo os valores, temos: 14,76 atm x 0,108 L = P2 x 0,1 L P2 = 16,22 atm Agora, é possível calcular a quantidade de matéria de dióxido de carbono no volume de 100 mL: n(CO2) = PV/RT n(CO2) = 16,22 atm x 0,1 L / (0,082 atm L mol^-1 K^-1 x 300 K) n(CO2) = 0,00067 mol Por fim, para calcular a massa de dióxido de carbono produzida, é necessário utilizar a fórmula: m = nM Onde "m" é a massa, "n" é a quantidade de matéria e "M" é a massa molar. Substituindo os valores, temos: m(CO2) = 0,00067 mol x 44 g/mol m(CO2) = 0,0295 g Portanto, a massa de dióxido de carbono produzida na reação é de aproximadamente 0,0295 g.