Qual é a solubilidade molar em água a
de:
em 0,10 atm
Passo 1
O que o enunciado pede: a solubilidade molar (concentração em mol·L^{-1}) de
em água a
C quando a pressão parcial de
é
.
Informações dadas:
e a temperatura é
C.
Passo 2
Conceito que vamos usar (a “aula rápida”): Henry é uma lei simples que relaciona a concentração de um gás dissolvido numa solução com a sua pressão parcial acima da solução. Em palavras: quanto maior a pressão do gás sobre a água, mais gás se dissolve, em proporção (na aproximação linear de Henry). A forma matemática que usamos é a seguinte:
onde:
-
é a concentração do gás dissolvido em (isso é a solubilidade molar que queremos); -
é a constante de Henry (com unidade na forma que usamos aqui); -
é a pressão parcial do gás em .
Explicação das variáveis:
diz “quantos mols por litro se dissolvem por cada atm de pressão”. Se eu dobrar a pressão
,
dobra — é proporcional.
Passo 3
Precisamos de um valor para a constante de Henry para
em água a
C. Esse valor é tabelado; uma tabela comum fornece
Obs.: usei o valor tabelado da constante de Henry para
à temperatura pedida. Pequenas tabelas de referência podem apresentar valores ligeiramente diferentes (diferenças de poucos por cento), mas esse valor é o usado rotineiramente em exercícios.
Passo 4
Agora aplicamos a lei de Henry substituindo
e
na fórmula. Lembre-se de manter unidades consistentes (
com
em
):
Passo 5
Fazendo a multiplicação passo a passo:
Como as unidades
e
se cancelam, sobra:
Em notação científica isso é
Passo 6
Comentário prático (para te animar): se quiser transformar em gramas por litro para ter uma sensação física da quantidade, multiplica por massa molar do
(
):
ou seja, é bem pouco — isso explica por que refrigerantes precisam de alta pressão para manter bastante
dissolvido.