A produção industrial de ácido sulfúrico começa com a queima de enxofre em atmosfera de oxigênio produzindo dióxido de enxofre. Suponha que a mistura gasosa resultante contenha 23,2 g de gás oxigênio, 53,1 g de gás dióxido de enxofre e uma pressão total de 2,13 atm. Calcule a fração molar do dióxido de enxofre na mistura e sua pressão parcial?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química envolvendo fração molar e pressão parcial de uma mistura gasosa. Precisamos entender conceitos como moles, massa molar, fração molar e a lei dos gases ideais para calcular a fração molar do dióxido de enxofre (SO₂) na mistura e sua pressão parcial.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o número de moles de cada gás na mistura. Para isso, usamos a fórmula:
n = mM
onde $ n $ é o número de moles, $ m $ é a massa do gás e $ M $ é a massa molar.

Passo 3

Vamos encontrar a massa molar de cada gás:
  • Oxigênio (O₂): A massa molar do oxigênio é aproximadamente $ 32 , \mathrm{g/mol} $.
  • Dióxido de enxofre (SO₂): A massa molar do SO₂ é $ 64 , \mathrm{g/mol} $.

Passo 4

Agora, calculamos o número de moles de cada gás:
Para O₂:
nO₂ = 23,2 , g32 , g/mol = 0,725 , mol
Para SO₂:
nSO₂ = 53,1 , g64 , g/mol = 0,830 , mol

Passo 5

Em seguida, calculamos a fração molar de cada gás. A fração molar ($ X $) é dada por:
X áá
Primeiro, encontramos o número total de moles na mistura:
Xgás = ngásntotal

Passo 6

Agora, calculamos a fração molar do SO₂:
XSO₂ = 0,830 , mol1,555 , mol approx 0,534

Passo 7

Por fim, usamos a fração molar para encontrar a pressão parcial do SO₂. A pressão parcial ($ P_{gás} $) é dada por:
Pgás áá
Então:
Pgás = Xgás times Ptotal

Resposta

A fração molar do dióxido de enxofre na mistura é aproximadamente $ 0,534 $ e sua pressão parcial é cerca de $ 1,14 , \mathrm{atm} $.

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