Uma amostra de 125 mL de
foi coletada sobre água a
e a uma pressão total de 708 Torr. (Pv da água a
é 23,8 Torr). Calcule:
a) a pressão parcial de oxigênio
b) a fração molar do oxigênio
c) a massa de oxigênio coletado, em gramas
R. a) 684,2 Torr;
b) 0,966;
a) a pressão parcial de oxigênio
b) a fração molar do oxigênio
c) a massa de oxigênio coletado, em gramas
R. a) 684,2 Torr;
b) 0,966;
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede três coisas. Dados fornecidos:
- Volume de gás coletado:
. - Temperatura:
. - Pressão total sobre a amostra:
. - Pressão de vapor d’água a
: .
O enunciado pede:
a) a pressão parcial do oxigênio;
b) a fração molar do oxigênio na mistura coletada;
c) a massa de oxigênio coletado, em gramas.
a) a pressão parcial do oxigênio;
b) a fração molar do oxigênio na mistura coletada;
c) a massa de oxigênio coletado, em gramas.
Observação de unidade importante que vou usar depois:
. Também vou converter volume para litros e temperatura para kelvin quando usar a lei dos gases ideais.
Passo 2
Calcular a pressão parcial do oxigênio usando a lei de Dalton (pressão total é soma das pressões parciais). A lei de Dalton diz que, para uma mistura de gases ideais na mesma temperatura e volume,
Aqui há dois componentes (oxigênio e vapor d’água), portanto:
Substituindo os valores dados (peguei
e
):
Passo 3
Calcular a fração molar do oxigênio. Para uma mistura de gases ideais, a fração molar de um componente
é igual à sua pressão parcial dividida pela pressão total:
Substituindo os valores (usei
do passo anterior e
):
Esse valor significa que cerca de
das moléculas na amostra são
.
Passo 4
Para obter a massa de
preciso primeiro calcular o número de mols de
coletados e depois multiplicar pela massa molar do
. Vou usar a lei dos gases ideais:
onde:
-
é a pressão do gás (aqui a pressão parcial de ); -
é o volume ocupado pelo gás; -
é o número de mols; -
é a constante dos gases ideais; -
é a temperatura absoluta em kelvin.
Primeiro faço conversões de unidades:
- Volume:
. - Temperatura:
. - Pressão do
em atm (para usar em ): peguei e usei :
Vou usar
.
Agora calculo
:
Faço as contas em etapas (mantendo casas decimais suficientes):
Passo 5
Converter número de mols em massa. A massa molar do
é a soma de duas massas atômicas de oxigênio:
(usei valores arredondados usuais). A massa
é:
Arredondando de acordo com as cifras significativas dos dados (volume
→ três algarismos, pressões dadas com três algarismos), a massa final com três algarismos significativos é
.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)