Em relação a solubilidade do gás oxigênio em água, responda:
Sabendo que a solubilidade do oxigênio a 0^circ C corresponde a 14,7 ppm (em massa), calcule a constante de Henry (KH).

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão pede. A gente sabe que a solubilidade do gás oxigênio na água a 0^circ C é de 14,7 ppm em massa. O objetivo aqui é calcular a constante de Henry, que a gente chama de KH. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho de como funciona a solubilidade dos gases na água e aplicar a Lei de Henry, que relaciona a pressão do gás com a sua concentração na solução.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa 14,7 ppm em massa. “ppm” significa “partes por milhão”, ou seja, para cada milhão de partes de água, temos 14,7 partes de oxigênio. Para facilitar nossos cálculos, vamos converter isso para mol/L.

Passo 3

Vamos assumir que temos 1 kg de água, que é aproximadamente 1 litro (já que a densidade da água é ~1 kg/L). Então, 14,7 ppm significa 14,7 mg de oxigênio dissolvido em 1 litro de água.

Passo 4

Agora, precisamos converter 14,7 mg de O₂ para mols. A massa molar do oxigênio (O₂) é aproximadamente 32 g/mol.
Número de mols = massamassa molar = 14,7 mg32 g/mol = 0,0147 g32 g/mol approx 4,59 times 10^-4 mol ú

Passo 5

Então, a concentração de O₂ na água é aproximadamente 4,59 times 10^-4 mol/L.

Passo 6

Agora, vamos aplicar a Lei de Henry, que na forma que vamos usar é:
C = PKH
Onde:
  • $ C $ é a concentração do gás na solução (mol/L).
  • $ P $ é a pressão parcial do gás (atm).
  • $ \mathrm{K}_{\mathrm{H}} $ é a constante de Henry (atm·L/mol).
Queremos encontrar $ \mathrm{K}_{\mathrm{H}} $, então vamos reorganizar a fórmula:
C

Passo 7

Precisamos saber a pressão parcial do oxigênio. Normalmente, em condições padrões de pressão atmosférica (1 atm) e considerando que o ar é composto aproximadamente por 21% de oxigênio, a pressão parcial do O₂ é:
P = 0,21 times 1 atm = 0,21 atm

Passo 8

Agora, substituímos os valores na fórmula da constante de Henry:
KH = 0,21 atm4,59 times 10^-4 mol/L approx 457 atm·L/mol

Resposta

A constante de Henry para o oxigênio em água a 0^circ C é aproximadamente 457 , atm cdot L/mol.

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