- O ar seco contém
nitrogênio e
oxigênio em base molar. Quais seriam as frações molares de
e
em uma amostra de ar úmido contendo
vapor d’água?
Passo 1
O enunciado pede as frações molares de
e
numa amostra de ar úmido que contém
de vapor d’água (em base molar). Informações dadas:
- Ar seco:
de e de (em base molar). Vou representar isso como frações molares do ar seco: e . - Ar úmido: contém
de vapor d’água, isto é, .
Pergunta explícita: determinare na mistura úmida.
Passo 2
Conceito que vamos usar (explicando bem): fração molar.
- A fração molar de uma espécie
numa mistura é
onde
é o número de mols da espécie
e
é o número total de mols da mistura.
- Uma ideia prática muito usada em problemas assim é escolher uma base conveniente (por exemplo,
mol total ou mol) para transformar porcentagens em mols absolutos e facilitar as contas. Aqui, como os dados estão em porcentagem molar, a base de mol é bem simples: cada porcentagem vira diretamente número de mols.
Passo 3
Escolho a base de
mol de ar úmido (por ser conveniente e fácil de calcular). Com isso:
-
mol (porque de mol é mol). - O restante até
mol é ar seco: mol.
Passo 4
Distribuo os
mol do ar seco entre
e
conforme a composição do ar seco:
- Mols de
:
- Mols de
:
Verificação rápida:
mol, que é o ar seco total — ótimo.
Passo 5
Agora calculo as frações molares na mistura úmida usando
mol:
- Fração molar de
:
- Fração molar de
:
(A fração do vapor d’água é
como dado.)
Passo 6
Atalho/interpretação útil para a prova (sem refazer tudo): perceba que a fração molar de
no ar úmido é simplesmente a fração de
no ar seco multiplicada pela fração do ar seco no ar úmido:
e similarmente para
:
Isso é prático e rápido na prova.
Passo 7
Checagem final: as frações devem somar
:
logo os valores estão consistentes. Força aí — deu tudo certo!