Uma certa mistura de hélio e argônio (comportamentos ideais), pesando 5,0 g, ocupa um volume de 10 dm^3 a 25 ^circ C e 101,325 kPa. Qual é a composição da mistura em porcentagem de massa?
  • Gabarito
  • Resolução em Vídeo

Passo 1

Beleza, aqui a gente tem uma mistura de hélio (He) e argônio (Ar) que se comportam como gases ideais. A mistura pesa 5,0 g e ocupa 10 dm³ a 25 °C e 101,325 kPa.
Conteúdo da matéria: reação de mistura de gases ideais e equilíbrio entre número de mols e massa.
O que vamos precisar:
  • Lei dos gases ideais:
  • Relação entre massa e número de mols: (onde é a massa molar)
  • Montar um sistema de equações para separar He e Ar

Passo 2

Primeiro, descobrimos o total de mols da mistura usando a lei dos gases ideais.
nrm tot ;=;P,VR,T ;=;101,325;times;108,314;times;298,15 ;approx;0,409 mol .
Então:

Passo 3

Agora relacionamos os mols de He ( 4,nrm He ;+; 40,nrm Ar ;=; 5,0 ) e de Ar ( 4,(0,409 - nrm Ar) + 40,nrm Ar = 5,0 ;Longrightarrow; 1,636 - 4,nrm Ar + 40,nrm Ar = 5,0 ):
  1. 36,nrm Ar = 3,364 ;Longrightarrow; nrm Ar approx 0,0935 mol
  2. A massa total é 5,0 g, e a massa é nrm He = 0,409 - 0,0935 = 0,3155 mol , com e . Então:
Resolvendo o sistema:
  • De (1): .
  • Substituindo em (2):

Passo 4

Calcula a massa de cada gás:
mrm He = 4,00;g/mol;times;0,3155;mol approx 1,262;g
mrm Ar = 40,0;g/mol;times;0,0935;mol approx 3,740;g
Verifica que %;He = 1,2625,0times100% approx 25,2% , %;Ar = 3,7405,0times100% approx 74,8% , ok!
Agora a porcentagem em massa:

Resposta

A mistura tem aproximadamente 25,2 % de hélio e 74,8 % de argônio em massa.

Exercícios relacionados