A reação de
se dá em presença de
catalisador em reator tubular e introduz
de mols de
de mols de
e
de mols de
. Determine as pressões parciais de cada componente. BC → 1 mol total.
Passo 1
O enunciado pede que eu determine as pressões parciais de cada componente da mistura que entra no reator. As informações dadas são:
Foi informado também que há
como catalisador (inerte) — portanto resta a fração de
— e que a base de cálculo (BC) é
mol total.
Observação importante: o enunciado não forneceu a pressão total do sistema. Para poder calcular pressões parciais precisamos da pressão total. Vou adotar a escolha natural dada a BC mol para este tipo de exercício e assumir que a pressão total é
Observação importante: o enunciado não forneceu a pressão total do sistema. Para poder calcular pressões parciais precisamos da pressão total. Vou adotar a escolha natural dada a BC
Se você estiver trabalhando com outra pressão total, o procedimento é o mesmo — basta substituir
pelo valor correto.
Passo 2
Converter percentuais molares em frações molares e em números de mols usando a base
mol. Para transformar percentual em fração molar dividimos por
. Então:
Como a base é
mol, os mols de cada componente são numericamente iguais às frações molares:
A fração restante corresponde a
:
logo
Verificação rápida:
mol total — está consistente com a BC.
Passo 3
Apresentar a fórmula que vamos usar (teoria didática). A lei de Dalton para misturas ideais diz que a pressão parcial de cada componente é igual à sua fração molar multiplicada pela pressão total. Em fórmula:
onde
é a pressão parcial do componente
,
é a fração molar de
(número de mols de
dividido pelo número total de mols) e
é a pressão total da mistura. Essa relação vem do fato de que, para gases ideais, a pressão é proporcional ao número de mols (pelo PV = nRT); mantendo
e
fixos,
escala com
.
Passo 4
Aplicar a fórmula para cada componente usando
.
Para
:
Para
:
Para
:
Para
:
Passo 5
Verificações e observações úteis para a prova (didático e prático):
- Somando as pressões parciais obtemos a pressão total:
o que confirma que os cálculos estão coerentes com a lei de Dalton.
- Se a pressão total fosse outra, por exemplo
, basta multiplicar cada fração molar por . Exemplo rápido: se , então . - Dica para a prova: ao ver percentuais molares, primeiro converta para fração (divida por
) e decida a base (aqui foi mol), então aplique .