A
, a fração molar de ar na água é cerca de
. Determine a contante da Lei de Henry para o ar.
Passo 1
O enunciado dá a fração molar do ar dissolvida na água à temperatura de
:
. Pede-se determinar a constante da Lei de Henry para o ar. Informações relevantes listadas:
-
(fração molar do ar no líquido). - Temperatura:
(não usada diretamente no cálculo, apenas contextualiza). - Pergunta: encontrar a constante de Henry apropriada relacionando pressão e fração molar.
Passo 2
Explicação da Lei de Henry e escolha da forma a usar. A Lei de Henry pode ser escrita em duas formas comuns:
onde
-
é a pressão parcial do gás na fase gasosa (unidades de pressão, ex.: atm), -
é a fração molar do mesmo gás dissolvida na fase líquida, -
é a constante de Henry na forma “pressão por fração” (unidades de pressão).
Outra forma é
, que relaciona concentração molar
com pressão; essa dá uma constante com unidades de concentração/pressão. Como o enunciado fornece a fração molar
, a forma adequada é
, e assim
terá unidades de pressão. Escolhi essa forma porque é a mais direta quando se conhece
.
Passo 3
Assunção necessária (explique e motive). Para usar
precisamos da pressão parcial do ar em equilíbrio com a água. Normalmente, quando não é dito o contrário, assume-se que a água está em contato com ar à pressão atmosférica total de
; portanto:
Essa é uma hipótese padrão em problemas deste tipo — se a pressão fosse diferente, o enunciado teria informado.
Passo 4
Isolando
e substituindo os valores. Da equação
, obtemos
Substituindo
e
:
Faço a conta em duas etapas para ficar claro: primeiro factorizo a potência de dez
Agora calculo
. Isso dá aproximadamente
. Multiplicando por
obtemos
Passo 5
Arredondamento e apresentação final. O dado
tem três algarismos significativos, então apresentamos
com três algarismos significativos:
Força aí nos estudos — você já tem a ideia: pegar a forma certa da Lei de Henry, isolar a constante e substituir. Dá pra fazer rapidinho na prova.