Ensaios de laboratório revelam que a solubilidade do dióxido de carbono, em termos de fração molar, em um hidrocarboneto não volátil, é igual a
a
e 330 K . Calcule a solubilidade do dióxido de carbono nesse hidrocarboneto a
e 330 K . Admita que a fase vapor se comporte como gás ideal e que a Constante de Henry independa da pressão.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre solubilidade usando a lei de Henry, que é um conceito da química que relaciona como um gás se dissolve em um líquido sob diferentes pressões. A gente vai calcular a solubilidade do dióxido de carbono (CO₂) em um hidrocarboneto não volátil quando a pressão muda, mantendo a temperatura constante.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a Lei de Henry. Ela nos diz que a solubilidade de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial do gás acima do líquido. Em fórmula, isso fica assim:
Onde:
-
é a fração molar de solubilidade do gás, -
é a constante de Henry, -
é a pressão parcial do gás.
Passo 3
No exercício, a solubilidade
é
a uma pressão
de
. Queremos achar a nova solubilidade
quando a pressão
aumenta para
.
Como a constante de Henry
é independente da pressão, podemos montar a seguinte relação:
Isso significa que:
Passo 4
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Passo 5
Fazendo as contas:
Resposta
A solubilidade do dióxido de carbono no hidrocarboneto a
e 330 K é
em fração molar.