Considere uma mistura gasosa num recipiente de 2
a
. Para cada mistura, calcule a pressão parcial de cada gás, a pressão total e a composição da mistura em percentagem molar. Compare os resultados dos quatro cálculos.
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Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de mistura gasosa! O enunciado nos pede para calcular a pressão parcial de cada gás na mistura, a pressão total e a composição da mistura em porcentagem molar. Para isso, vamos usar conceitos de Lei dos Gases Ideais e Pressão Parcial. Precisamos saber as massas dos gases, volume do recipiente, temperatura e as massas molares de H₂ e O₂.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada gás na mistura. Para isso, usamos a fórmula:
onde $ n $ é o número de mols, $ m $ é a massa do gás e $ M $ é a massa molar.
A massa molar do H₂ (hidrogênio) é aproximadamente 2 g/mol e a do O₂ (oxigênio) é aproximadamente 32 g/mol.
Para o H₂:
Para o O₂:
Passo 3
Agora, vamos encontrar a pressão parcial de cada gás usando a Lei dos Gases Ideais:
onde $ P $ é a pressão, $ n $ é o número de mols, $ R $ é a constante dos gases (0,0821 L·atm/(K·mol)), $ T $ é a temperatura em Kelvin e $ V $ é o volume.
Primeiro, convertendo a temperatura para Kelvin:
Volume $ V = 2, dm^3 = 2, L $.
Para o H₂:
Para o O₂:
Passo 4
A pressão total da mistura é a soma das pressões parciais de cada gás:
Agora, vamos calcular a composição da mistura em porcentagem molar. Primeiro, somamos os mols de todos os gases:
A porcentagem molar de cada gás é:
Resposta
A pressão parcial de H₂ é aproximadamente 6,16 atm, a pressão parcial de O₂ é aproximadamente 0,38 atm, a pressão total da mistura é cerca de 6,54 atm e a composição da mistura é aproximadamente 94,12% de H₂ e 5,88% de O₂ em termos molares.