Considerando um poluente atmosférico qualquer, converta a concentração de 6 x
moléculas do poluente/
para ppm. Considere
. L/mol.K e
.
Passo 1
O enunciado pede: converter a concentração de
moléculas do poluente por
para ppm, nas condições
. Dados fornecidos e relevantes:
O que preciso devolver: a concentração em ppm (parts per million), ou seja a fração molar multiplicada por
.
Passo 2
Primeira coisa: passar a temperatura para Kelvin, porque a lei dos gases ideais usa Kelvin.
Explicação breve do porquê: escalas termodinâmicas no SI usam Kelvin; em Celsius
não corresponde a zero energético, por isso somamos
.
Passo 3
Converter número de moléculas por
para mol por
usando Avogadro. A ideia:
moléculas, então
Calculemos:
Explicação do passo: dividimos para saber quantos mols correspondem às moléculas dadas; o fator
aparece ao dividir potências de dez.
Passo 4
Converter
para
(mais prático para usar
em L·atm·mol⁻¹·K⁻¹). Lembre que
, então multiplicamos por
:
Comentário prático: agora temos a concentração do poluente em mol por litro, compatível com
calculado pela lei dos gases em L.
Passo 5
Calcular a concentração molar do ar (número de mols de ar por litro) nas condições dadas usando a lei dos gases ideais
. Reescrevendo para densidade molar:
Aqui
é a pressão em atm,
é a constante em
,
em K. Substituindo:
Calculemos o denominador:
Portanto
Explicação:
é a concentração total de mols de ar por litro; isso vale para mistura gasosa ideal.
Passo 6
Agora a fração molar do poluente é:
Façamos a divisão:
Definição de ppm:
em fração molar, então para obter ppm multiplicamos a fração molar por
:
Passo 7
Arredondamento e interpretação final: geralmente reporta-se ppm com duas casas significativas compatíveis com os dados iniciais. Assim:
Pequena interpretação: isso significa que, de cada milhão de moléculas (ou mols) de ar, cerca de
são do poluente nas condições dadas. Força aí — deu trabalho, mas agora você sabe fazer essa conversão sempre que aparecer na prova.