A pressão total de uma mistura dos gases dióxido de enxofre e nitrogênio, em 25^circ C, em um recipiente de 500 mL , é 1,09 atm. A mistura passa sobre CaO em pó que remove o SO2 pela reação: CaO(s)+SO2(g) CaSO3(s), e é transferida para um recipiente de 150 mL , no qual a pressão é 1,09 atm em 50 ^circ C. (a) Qual era a pressão parcial do SO2 na mistura inicial? (b) Qual era a massa de SO2 na mistura inicial?

Passo 1

Então, o problema diz que temos uma mistura de SO₂ e N₂ num recipiente de 500 mL a 25 °C, onde a pressão total é 1,09 atm. Essa mistura passa por CaO, que “come” todo o SO₂, sobrando só N₂. Esse N₂ é transferido para um outro frasco de 150 mL a 50 °C, e lá a pressão volta a ser 1,09 atm.
Conteúdo: gás ideal, lei de Dalton (pressão total = soma das parciais) e lei dos gases ideais PV = nRT. Vamos usar tudo isso pra descobrir (a) a pressão parcial inicial de SO₂ e (b) a massa de SO₂ inicial.

Passo 2

Primeiro, vamos achar quantos mols de N₂ ficaram no sistema, usando o segundo frasco.
Usamos nN2 ;=;P2,V2R,T2 ;=;1,09;times 0,1500,08206;times 323 approx 0,00617;mol , onde:
P₂ = 1,09 atm
V₂ = 150 mL = 0,150 L
T₂ = 50 °C = 50 + 273 = 323 K
R = 0,08206 L·atm/(mol·K)
Logo,

Passo 3

Sabendo PN2,;inicial = nN2,R,T1V1 = 0,00617 ;times;0,08206;times;2980,500 approx 0,302;atm , vamos achar a pressão parcial desse N₂ no estado inicial (25 °C, 500 mL). De novo, :
mol
T₁ = 25 °C = 298 K
V₁ = 500 mL = 0,500 L

Passo 4

Pela lei de Dalton, a pressão total inicia é
Ptotal = PN2 + PSO2 Longrightarrow PSO2 = Ptotal - PN2
Substituindo:
PSO2,;inicial = 1,09 - 0,302 approx 0,788;atm

Passo 5

Agora que temos nSO2 =PSO2,V1R,T1 =0,788;times;0,5000,08206;times;298 approx 0,0161;mol , calculamos os mols de SO₂ no início, de novo pelo gás ideal, no volume de 0,500 L a 298 K:

Passo 6

Por último, massa de SO₂ = mSO2 = 0,0161;mol;times;64,07;gmol approx 1,03;g . A massa molar do SO₂ é cerca de 64,07 g/mol.

Resposta

(a) atm
(b) g

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