A constante de Henry para o hélio em água, a 30^{\circ} \mathrm{C}, é 3,7 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.atm. Para o \mathrm{N}_{2} em água, a 30^{\circ} \mathrm{C} a constante é 6,0 \times 10^{-4} \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.atm. Se os dois gases estiverem cada qual sob pressão de 2,5 \mathrm{~atm}, em contato com a água, qual a solubilidade de cada um deles.

Passo 1

O enunciado fornece as constantes de Henry para o hélio e para o \mathrm{N}_2 em água a 30^\circ\mathrm{C}, sendo
\,k_{H,\mathrm{He}}=3,7\times10^{-4}\,\mathrm{mol}/(\mathrm{L}\cdot\mathrm{atm})
e
\,k_{H,\mathrm{N}_2}=6,0\times10^{-4}\,\mathrm{mol}/(\mathrm{L}\cdot\mathrm{atm}).
Cada gás está sob pressão de 2,5\,\mathrm{atm} em contato com a água; pede-se a solubilidade de cada um. O conteúdo usado aqui é a lei de Henry, que relaciona concentração dissolvida e pressão.

Passo 2

Pela lei de Henry, a concentração c de um gás dissolvido numa solução é diretamente proporcional à pressão parcial P do gás:
c \;=\; k_H \, P
onde k_H é a constante de Henry apropriada para o gás e a temperatura dada.

Passo 3

Para o hélio, substituindo k_{H,\mathrm{He}}=3,7\times10^{-4}\,\mathrm{mol}/(\mathrm{L}\cdot\mathrm{atm}) e P=2,5\,\mathrm{atm}:
c_{\mathrm{He}} =\;3,7\times10^{-4}\times2,5 =\;9,25\times10^{-4}\,\mathrm{mol/L}.

Passo 4

Para o nitrogênio, com k_{H,\mathrm{N}_2}=6,0\times10^{-4}\,\mathrm{mol}/(\mathrm{L}\cdot\mathrm{atm}) e mesma pressão:
c_{\mathrm{N}_2} =\;6,0\times10^{-4}\times2,5 =\;1,5\times10^{-3}\,\mathrm{mol/L}.

Resposta

\displaystyle c_{\mathrm{He}}=9,25\times10^{-4}\,\mathrm{mol/L}
\displaystyle c_{\mathrm{N}_2}=1,5\times10^{-3}\,\mathrm{mol/L}

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