TEXTO PARA A QUESTÃO

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.[1] Uma mistura de vinagre (que contém ácido acético, CH₃COOH) com bicarbonato de sódio (NaHCO₃) produz gás carbônico (CO₂) por meio da reação química representada pela seguinte equação:

CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + CO₂ + H₂O

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 V_vin 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-RBEF2017-0340.}

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 T = 300 K, a pressão medida pelo manômetro será por volta de

Note e adote:
Considere o CO₂ como um gás ideal.
Constante dos gases ideais: R = 0,08 atm.L/(K.mol).
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 (V_vin).

• a

  3,2 atm. 

• b

  4,1 atm. 

• c

  6,2 atm. 

• d

  9,0 atm. 

• e

  12 atm.