Uma mistura de gases tem a seguinte composição mássica:
Composto %
O2 16
CO 4
CO2 17
N2 63
a) Determine a composição desta mistura em termos das frações molares?
b) Determine a massa molecular média ( M ) da mistura?
c) Qual é a fração volumétrica do monóxido de carbono na mistura?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a gente tem uma mistura de gases com composição em % em massa:
  • O₂ = 16 %
  • CO = 4 %
  • CO₂ = 17 %
  • N₂ = 63 %
E pede:
a) fração molar de cada um;
b) massa molecular média ;
c) fração volumétrica do CO.
Isso é sobre mistura de gases ideais: a gente vai usar porcentagem em massa, transformar em número de mols ( ), calcular fração molar ( ), média ponderada de massa molar e lembrar que, para gases ideais, fração volumétrica = fração molar.

Passo 2

Primeiro, pra facilitar, supomos 100 g de mistura. Aí a massa de cada componente é igual ao próprio %. Então:

Passo 3

Calcula o número de mols de cada um usando
ni = miMi,,
onde é a massa molar (g/mol):
  • , mol
  • , mol
  • , mol
  • , mol

Passo 4

Soma os mols pra achar o total:
nrm tot = 0,50 + 0,1429 + 0,3864 + 2,25 approx 3,2793 mol
Agora a fração molar de cada gás é
xi = ninrm tot,
Calculando:

Passo 5

Para a massa molecular média da mistura, M = sumi xi,Mi ou M = massa totalnrm tot , usamos
M = 100 g3,2793 mol approx 30,5 g/mol
(as duas dão o mesmo). Vamos usar a segunda:

Passo 6

Pra gases ideais, fração volumétrica phiCO = xCO approx 0,0436(ou 4,36 %) = fração molar . Então a fração volumétrica do CO é

Resposta

a) Frações molares:

b) Massa molecular média:
c) Fração volumétrica do CO: (4,36 %).

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