Uma certa mistura gasosa está em uma pressão de 3450 kPa e é constituída de
de
e
de
. Determine a fração molar de cada gás e a pressão parcial de
.
Passo 1
O enunciado nos dá as seguintes informações e pede os itens abaixo:\n
- Dados: pressão total
.\n - Dados: massa de
igual a .\n - Dados: massa de
igual a .\n - Perguntas: encontrar (1) a fração molar de cada gás e (2) a pressão parcial de
.\n
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática):\n
- A fração molar de uma espécie
, denotada por , é a razão entre o número de mols de e o número total de mols da mistura:\n
- A pressão parcial de um gás numa mistura (pela lei de Dalton) é dada por:\n
- Para obter
(número de mols) a partir da massa usamos a relação:\n
onde
é a massa molar da espécie
(em
).\n
Vou usar as massas molares aproximadas (obtidas das massas atômicas):\n
Vou usar as massas molares aproximadas (obtidas das massas atômicas):\n
Passo 3
Calcular o número de mols de
:\n
Passo 4
Calcular o número de mols de
:\n
Passo 5
Calcular o número total de mols na mistura:\n
Passo 6
Aplicar a definição de fração molar para
:\n
Explicação curta: isso significa que aproximadamente
dos mols da mistura são
.
Passo 7
Aplicar a definição de fração molar para
:\n
Verificação rápida:
, ok — elas somam 1 (dentro de arredondamento).
Passo 8
Usar a lei de Dalton para encontrar a pressão parcial de
:\n
Explicação: a fração molar é a fração da “pressão” que cabe a cada gás na mistura ideal; multiplicando pela pressão total temos a pressão parcial.
Passo 9
Checagem rápida (consistência): calcular a pressão parcial de
pela mesma fórmula e somar:\n
Soma:
, que é a pressão total — tudo consistente.
Resposta
Fração molar de
:
\n
Fração molar de :
\n
Pressão parcial de :
Fração molar de
Pressão parcial de