Dissertativa 9 - Química - IME 2005

No equipamento esquematizado na figura abaixo, as torneiras A, B e C estão inicialmente fechadas. O compartimento 1 de volume 2,00 L contém oxigênio sob pressão de 1,80 atm. O compartimento 2 contém nitrogênio. O compartimento 3 de volume 1,00 L contém nitrogênio e uma certa quantidade de sódio metálico. Executam-se, então, isotermicamente, as três operações descritas a seguir: 

1ª) mantendo a torneira A fechada, abrem-se B e C e faz-se o vácuo nos recipientes 2 e 3, sem alterar a quantidade de sódio existente em 3;
2ª) fecham-se B e C e abre-se A, constatando que, após atingir o equilíbrio, o manômetro ${\mathrm{M}}_1$indica uma pressão de 1,20 atm;
3ª) fecha-se A e abre-se B, verificando que, atingido o equilíbrio, o manômetro ${\mathrm{M}}_2$ indica uma pressão de 0,300 atm.

Finalmente, fecha-se a torneira B e eleva-se a temperatura do recipiente 3 até 77,0 °C, quando então, a pressão indicada por ${\mathrm{M}}_2$ é de 0,400 atm.  

Calcule a massa inicial se sódio, considerando que, antes da elevação da temperatura, todo o sódio se transformara em óxido de sódio, e que os volumes das tubulações e dos sólidos (sódio e seu óxido) são desprezíveis.