Considere um sistema gasoso com a seguinte composição:
Componentes
% molar
Metano
80,5
Etano
3,7
Propano
9,5
Dióxido de carbono
6,3
Determine:
Fração mássica do dióxido de carbono.
| Componentes | % molar |
| Metano | 80,5 |
| Etano | 3,7 |
| Propano | 9,5 |
| Dióxido de carbono | 6,3 |
Fração mássica do dióxido de carbono.
Passo 1
O enunciado dá a composição molar do gás e pede a fração mássica do dióxido de carbono. Dados fornecidos (peguei diretamente da tabela do enunciado):
O que se pede: determinar a fração mássica do
(ou seja, a razão entre a massa de
e a massa total da mistura).
Passo 2
Estratégia e conceito usado (explicação didática):
- Fração mássica de um componente
é definida por
onde
é a massa do componente
na mistura e a soma no denominador é a massa total da mistura.
- Quando temos porcentagens molares, é prático assumir uma base de
mol (porque as porcentagens são frações de mol). Assim a porcentagem molar vira número de mol diretamente: por exemplo de corresponde a mol de numa base de mol. - Para cada componente calculamos sua massa usando
, onde é o número de mols e é a massa molar do componente (g·mol ). Vou calcular massas molares a partir das massas atômicas padrão: g·mol , g·mol , g·mol . Para simplificar a conta na prova pode-se usar valores arredondados razoáveis (vou mostrar valores arredondados a duas casas decimais). - Resumo do procedimento:
- Adotar 100 mol de mistura.
- Converter % molar em mols.
- Calcular massa de cada componente
. - Somar massas para obter massa total.
- Calcular
.
Passo 3
Calcular massas molares (mostro como obtive cada uma):
Passo 4
Adotando a base de
mol, os números de mol de cada componente são iguais às porcentagens molares:
Agora calculo a massa de cada um por
:
Passo 5
Massa total da mistura:
Fração mássica do
:
Convertendo para porcentagem (opcional, só para intuição):
Passo 6
Interpretação e dicas para a prova:
- A ideia chave é converter porcentagem molar em mols (base 100 mol) e usar massas molares para obter massas reais. Depois é só razão massa/masa total.
- Se estiver sem tabela de massas atômicas na prova, use os valores usuais arredondados (
, , , ) — isso dá resultado com precisão suficiente. - Se quiser economia de contas, pode calcular tudo em notação relativa:
onde é fração molar (ex.: ). O método é o mesmo, só evita multiplicar por mol explicitamente.