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 ºC (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 = 79g·mol⁻¹ e R = 0,082atm·L·mol⁻¹·K⁻¹.
NH4HCO3(s) → NH3(g) + CO2(g) + H2O(g)
Usando o gás ideal:
PV=nRT
n=1⋅4,0/0,082⋅453 ≈ 0,108 mol
n≈0,108 mol (total de gas)
1 mol NH4HCO3 — 3 mol de gás
79 g — 3 mol
X — 0,108 mol
X = 2,844 g
2,8 g ———- 80 %
X ———— 100 %
X = 3,5 g