Resposta:

Para calcular a massa de ácido nítrico consumida no processo, precisamos primeiro entender a reação química que está ocorrendo. A reação entre o zinco metálico (Zn) e o ácido nítrico (HNO3) é uma reação de simples troca, também conhecida como reação de oxirredução. Nessa reação, o zinco metálico reage com o ácido nítrico para formar nitrato de zinco (Zn(NO3)2) e gás hidrogênio (H2).

A equação balanceada para essa reação é:

Zn(s) + 2HNO3(aq)  Zn(NO3)2(aq) + H2(g)

A partir dessa equação, podemos ver que um mol de zinco reage com dois mols de ácido nítrico para produzir um mol de gás hidrogênio.

Agora, precisamos calcular a quantidade de mols de gás hidrogênio produzidos. Para isso, podemos usar a equação dos gases ideais, que é:

PV = nRT

Onde:

• P é a pressão (em atm),
• V é o volume (em L),
• n é o número de mols,
• R é a constante dos gases ideais (0,082 atm.L/mol.K),
• T é a temperatura (em K).

Convertendo a temperatura de 27°C para Kelvin, temos T = 27 + 273 = 300 K.

Substituindo os valores na equação dos gases ideais, temos:

20 atm * 2,46 L = n * 0,082 atm.L/mol.K * 300 K

Resolvendo para n, obtemos o número de mols de gás hidrogênio.

Finalmente, como a reação consome dois mols de ácido nítrico para cada mol de gás hidrogênio produzido, a massa de ácido nítrico consumida será duas vezes a massa molar do ácido nítrico (63,01 g/mol) vezes o número de mols de gás hidrogênio.

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