Questão de Química com gabarito

Um artigo publicado em 2018, na Revista Brasileira de Ensino de Física, reporta um curioso estudo sobre a pressão interna de "foguetes de garrafa PET", propulsionados a partir da reação química entre ácido acético e bicarbonato de sódio. Uma mistura de vinagre (que contém ácido acético, ) com bicarbonato de sódio () produz gás carbônico () por meio da reação química representada pela seguinte equação:

A reação ocorre no interior de uma garrafa PET de 2 L de volume útil total, da qual foi retirado todo o ar. Insere-se na garrafa um volume inicial de vinagre líquido e bicarbonato de sódio, sendo a garrafa posteriormente selada com uma tampa acoplada a um manômetro. A reação produzirá gás carbônico que ocupará um volume e exercerá uma pressão sobre a tampa da garrafa, medida pelo manômetro, como mostra a figura.

[1] FONSECA et al, RBEF, vol. 40, nº 3, e3504 (2018). Disponível em http://dx.doi.org/10.1590/1806-9126-RBEF-2017-0340.

Suponha que a reação produza 2 mols de CO2 para cada 3 litros de vinagre. Nas condições do experimento, em que o volume de líquido é 1/3 de litro à temperatura , a pressão medida pelo manômetro será por volta de

Note e adote:

• Considere o CO2 como um gás ideal.
• Constante dos gases ideais: .
• Assuma que todo o ácido acético do vinagre reagiu com o bicarbonato de sódio e que o líquido resultante da reação ocupa aproximadamente o mesmo volume do vinagre antes da reação ().