Em um dia muito ruim, a cidade de São Paulo pode apresentar uma concetração de
na atmosfera de
. Converta a concentração para ppb do poluente (
do
e
).
Passo 1
O enunciado dá a concentração de
como
num dia ruim e pede para converter isso para ppb, usando as condições e constantes fornecidas:
e massas molares
,
.
Informações relevantes listadas:
Informações relevantes listadas:
- A concentração em massa:
. - Queremos ppb (partes por bilhão em razão molar / volumétrica; para gases ideais, fração molar = fração volumétrica).
- Precisamos transformar massa por volume em fração molar usando a lei dos gases ideais para obter o total de mols por metro cúbico.
Passo 2
Converter unidades básicas e calcular a massa molar do
.
-
. - Massa molar do
:
Passo 3
Calcular os mols de
contidos em
.
Usamos a definição de mol: número de mols = massa / massa molar.
Usamos a definição de mol: número de mols = massa / massa molar.
Portanto há aproximadamente
de
em
.
Passo 4
Calcular o número total de mols de gás em
às condições dadas usando a lei dos gases ideais
.
Reorganizando para densidade molar:
Reorganizando para densidade molar:
Como
foi dado em
, convertemos para
lembrando
:
Agora calculamos
:
Calcule o denominador:
Logo
Assim, o ar (gás ideal) nas condições dadas contém cerca de
por metro cúbico.
Passo 5
Calcular a fração molar (mole fraction) do
no ar.
A fração molar é
A fração molar é
Explicando: essa fração significa que, de cada 1 mol de mistura, cerca de
mol são
.
Passo 6
Converter a fração molar para ppb.
Definição prática: (razão molar), logo
Definição prática:
Substituindo:
Em forma mais familiar, isso é aproximadamente
, que também pode ser expresso como cerca de
(pois
).