Misturam-se, isotermicamente, 4,0 litros de oxigênio medidos sob pressão de 5,0 atm com 3,0 litros de nitrogênio medidos sob pressão de 6,0 atm. Calcule a fração molar de cada gás na mistura final, supondo comportamento ideal.
Resp.: 0,53 e 0,47
Resp.: 0,53 e 0,47
Passo 1
Vamos resolver um exercício que envolve a mistura de gases, especificamente oxigênio e nitrogênio, tratando-os como gases ideais. Precisamos calcular a fração molar de cada gás na mistura final. Para isso, vamos utilizar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume e quantidade de matéria dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (número de moles) de cada gás antes da mistura. Usamos a equação da Lei dos Gases Ideais:
Como a temperatura (T) e a constante dos gases ® são iguais para ambos os gases e não precisamos do valor exato da temperatura, podemos simplificar a fórmula para:
Passo 3
Para o oxigênio (O₂):
- Pressão (P₁) = 5,0 atm
- Volume (V₁) = 4,0 litros
Calculando os moles de O₂:
Passo 4
Para o nitrogênio (N₂):
- Pressão (P₂) = 6,0 atm
- Volume (V₂) = 3,0 litros
Calculando os moles de N₂:
Passo 5
Agora, somamos os moles de ambos os gases para encontrar o total na mistura:
Passo 6
A fração molar de cada gás é a razão entre os moles de cada gás e o total de moles na mistura.
Para o oxigênio:
Para o nitrogênio:
Resposta
A fração molar do oxigênio na mistura final é aproximadamente 0,53 e a do nitrogênio é aproximadamente 0,47.