No nível do mar ( 1,00000 atm e 15°C ), o ar é composto por 78,084 % de nitrogênio, N2, 20,9476 % de oxigênio, O2, 0,934 % de argônio, Ar, 0,0314 % de dióxido de carbono, CO2, e outros gases em quantidades desprezíveis. Estes gases na atmosfera encontram-se em equilíbrio com a água presente nos diversos sistemas aquáticos da biosfera terrestre.
Calcule as pressões parciais dos gases O2 e CO2, em atm, no ar.
Calcule as pressões parciais dos gases O2 e CO2, em atm, no ar.
Passo 1
O enunciado nos dá a composição do ar ao nível do mar e pede as pressões parciais de
e
em atm. Peguei estes números do enunciado:
- Pressão total:
. - Fração percentual de
: . - Fração percentual de
: .
O que se pede:
- Calcular a pressão parcial de
em atm. - Calcular a pressão parcial de
em atm.
Passo 2
Conceito e fórmula que vamos usar (explicando passo a passo):
- A pressão parcial de um gás em uma mistura é a pressão que esse gás exerceria se ocupasse sozinho o volume da mistura nas mesmas condições de temperatura e número de mols. Essa ideia vem da Lei de Dalton.
- Se
é a fração molar (ou fração em volume, que aqui é equivalente) do componente e é a pressão total, então a pressão parcial é dada por:
Explicando as variáveis:
-
é a pressão parcial do gás (unidade: atm). -
é a fração molar do gás (adimensional; por exemplo, vira ). -
é a pressão total da mistura (aqui ).
Obs.: usamos a fração percentual dada como fração molar porque percentuais de composição atmosférica em volume correspondem a frações molares para gases ideais nas mesmas condições.
Passo 3
Converter percentuais em frações (dividindo por
):
- Para
:
- Para
:
Aqui escrevi os números exatamente como vieram no enunciado, apenas convertendo a notação percentual para fração decimal.
Passo 4
Aplicar a fórmula das pressões parciais
:
- Para
:
- Para
:
Passo 5
Comentário final e checagem rápida:
- Como
, as pressões parciais numericamente coincidem com as frações molares. - Se for necessário arredondar para um certo número de casas significativas na prova, mantenha a coerência com os dados fornecidos (aqui os percentuais têm 6 dígitos em
e 4 em ). Mas os valores exatos calculados estão acima.