Um grama de H2 e um grama de N2 são colocados em um frasco de 2 litros de capacidade a 27 ^circ C. Calcule a pressão total, a pressão parcial de cada gás e a composição da mistura em % molar. (R.: P total =6,59 atm , PH 2=6,15 atm, PN 2=0,44 atm, 93,3 mol % de H2, 6,7 mol % de N2 ).

Passo 1

O enunciado coloca 1 g de H2 e 1 g de N2 em um frasco de 2 L a 27^circC, e pede a pressão total, as pressões parciais e a composição em % molar. Vamos usar a lei dos gases ideais,
P cdot V = n cdot R cdot T,
para cada gás e para a mistura.

Passo 2

Calcular as quantidades de matéria de cada gás a partir das massas e massas molares:
nH2 = 1 g2,016 g/mol = 0,496 molapprox0,50 mol,
nN2 = 1 g28,02 g/mol = 0,0357 mol

Passo 3

Converter a temperatura e anotar o volume e a constante dos gases:
T = 27 ^circC + 273,15 = 300,15 Kapprox300 K,
V = 2 L, R = 0,08206 L atm/(mol K)

Passo 4

Calcular as pressões parciais usando
Pi=ni,R,TV:
PH2 =0,50 times 0,08206 times 3002 approx6,15 atm,
PN2 =0,0357 times 0,08206 times 3002 approx0,44 atm
A pressão total é a soma das pressões parciais:
Ptotal = PH2 + PN2 approx6,15 + 0,44 = 6,59 atm

Passo 5

Determinar a composição em % molar. Primeiro a fração molar de cada gás:
ntotal = 0,50 + 0,0357 = 0,5357 mol,
xH2 = 0,500,5357 approx 0,933, xN2 = 0,03570,5357 approx 0,067
Convertendo em porcentagem:
93,3% H2, 6,7% N2

Resposta

Ptotal = 6,59 atm PH2 = 6,15 atm PN2 = 0,44 atm 93,3% de H2, 6,7% de N2

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