Exercícios Resolvidos de Estequiometria dos Gases

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Enunciado

Um balão de 1L contém o gás nitrogênio, em 15 o C , em 0.5 bar. 0,10 mol de O 2 g é adicionado ao balão e os gases se misturam. Em seguida, uma torneira se abre para permitir a saída de 0,020 mol de moléculas. Qual é a pressão parcial do oxigênio na mistura final?

Passo 1

Ok, vamos devagar que essa é difícil!

Temos uma mistura inicial de N 2 e, à essa mistura, vamos adicionar O 2 . As condições da mistura gasosa são:

V = 1 L

P = P N 2 + P O 2

T = 15 o C = 288 K

n t o t a l = n N 2 + 0,10   m o l

Para calcular n N 2 ,   temos que usar a lei dos gases ideais com as condições iniciais do balão com N 2 :

p V = n R T

0,5   b a r = 0,5   a t m

0,5   a t m × 1 L = n N 2 × 0,082 a t m . L m o l . K × 288 K

n N 2 = 0,021   m o l s   d e   N 2

Assim, o número de mols total na mistura é 0,121 mols. A fração molar de cada componente é:

x O 2 = 0,10   m o l 0 , 12 1   m o l = 0 , 826

x N 2 = 0,021 m o l 0 , 12 1 m o l = 0 , 174

Passo 2

Quando a torneira se abre e parte da mistura escapa, a gente considera que as frações molares vão se manter, o que vai mudar é só a quantidade de mols final, e, consequentemente, a pressão dentro do balão...

n t o t a l = 0 , 12 1 - 0,02 = 0 , 10 1   m o l s

p V = n R T

P t o t a l × 1 L = 0 , 10 1   m o l s × 0,082 a t m . L m o l . K × 288 K

P t o t a l = 2,38   a t m

Agora, com as frações molares, a gente pode calcular a pressão parcial do oxigênio!

P O 2 = x O 2 × P t o t a l = 0,826 × 2,38   a t m = 1,96   a t m

Resposta

1,96 atm.

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