( 1,5 pontos) Um recipiente de 10 L contém uma mistura gasosa, de
de nitrogènio
de dióxido de carbono
de oxigênio
e
de dióxido de nitrogênio
, a uma temperatura de
. Determine:
a) Quais são as frações molares dos quatros gases?
b) Quais são suas pressões parciais?
c) Qual é a pressão total?
a) Quais são as frações molares dos quatros gases?
b) Quais são suas pressões parciais?
c) Qual é a pressão total?
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver ainda).
Dados fornecidos:
- Volume do recipiente:
. - Temperatura:
. - Massas dos gases:
- nitrogênio:
, - dióxido de carbono:
, - oxigênio:
, - dióxido de nitrogénio:
.
- nitrogênio:
O enunciado pede:
a) as frações molares dos quatro gases;
b) as pressões parciais de cada gás;
c) a pressão total do sistema.
a) as frações molares dos quatro gases;
b) as pressões parciais de cada gás;
c) a pressão total do sistema.
Passo 2
Converter massas em número de mols — aqui uso a fórmula básica da estequiometria de gases:
onde
é o número de mols,
a massa (g) e
a massa molar (g·mol^{-1}).
Primeiro anotar massas molares (valores usualmente usados):
-
(14{,}01 2), -
, -
, -
.
Calcular cada
:
Somando os mols para obter o total:
(Dica amiga: verás que os números foram escolhidos para somar praticamente
mol — bom sinal para cálculos rápidos na prova.)
Passo 3
Calcular as frações molares. A fração molar de uma espécie
é
onde
é o número de mols do componente
.
Aplicando a fórmula:
Verificação rápida:
(atenção na prova: sempre confira a soma).
Passo 4
Calcular a pressão total usando a equação dos gases ideais:
Aqui:
-
é a pressão total (atm), -
é o número total de mols ( ), -
é a constante dos gases ideais; vou usar , -
é a temperatura em kelvin ( ), -
é o volume em litros ( ).
Substituindo números:
Calcular passo a passo:
Se preferires kPa (útil em alguns exames):
, logo
Passo 5
Calcular as pressões parciais. Duas formas equivalentes:
- usar
(lei de Dalton), - ou
(proporcional ao número de mols).
Vou usar
porque já temos
.
Verificação:
(pequimas diferenças de arredondamento, bate com
).
Convertendo para kPa (multiplicar por
):
Passo 6
Resumo numérico praticável (arredondando a um nível razoável para prova):
-
, -
, -
, -
, -
. -
Frações molares:
-
, -
, -
, -
.
-
-
Pressões parciais (atm):
-
, -
, -
, -
.
-
-
Pressão total:
-
.
-
Força final: respira fundo — a técnica é sempre a mesma: passar massa → mols → fração molar → usar
e
. Repete isso que entra na prova!
Resposta
a)
b)
c)