8- En un recipiente de
de capacidad hay
de oxígeno,
de hidrogeno y
de nitrógeno. Determinar para la mezcla: a) composición gravimétrica, b) composición volumétrica, c) masa molecular de la mezcla y la constante
, e) presión total de la mezcla, f) presiones parciales de cada componente.
Se considera que los gases se encuentran a
.
Se considera que los gases se encuentran a
Passo 1
O enunciado nos dá uma mistura de gases ideais num recipiente de
à temperatura de
(isto é,
), com massas
,
e
. Precisamos calcular a) composição gravimétrica, b) composição volumétrica (frações molares), c) massa molecular média da mistura e a constante de gás
da mistura, e) pressão total e f) pressões parciais de cada componente. Usaremos modelo de gás ideal e as definições de fração mássica, fração molar, massa molecular média e equação de estado
.
Passo 2
Para a composição gravimétrica calculamos a fração mássica de cada gás:
Assim,
Passo 3
Para a composição volumétrica (frações molares) usamos que, em gases ideais, a fração de volume é igual à fração molar
. Primeiro calculamos o número de mols em
:
As frações molares são
portanto
Passo 4
A massa molecular média da mistura é
A constante de gás da mistura vale
onde
. Assim,
Passo 5
Para a pressão total usamos a equação dos gases ideais:
Passo 6
As pressões parciais são
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Resposta
a)
b)
c)
e)
f)
b)
c)
e)
f)