Enunciado

3. Calcule o valor da massa molar do ar úmido com: a) y H 2 O = 0,05 ; b) y H 2 O = 0,075 de vapor de água em sua composição molar. Suponha o ar puro como uma mistura ideal das espécies químicas contidas nos itens (a) e (b) do exercício 1. Calcule, em cada situação, a fração mássica do vapor de água.

Passo 1

Eiiii... tudo bem???

Vamos calcular essa tal de fração mássica do vapor de água pedido na questão.

Vamos precisar da equação da massa molar pra mistura:

M = ∑ y i M i

Da fórmula de densidade para a mistura:

ρ = P M R T

E temos a densidade para cada componente:

ρ i = y i M i P R T

E não pode faltar a fórmula da fração mássica, né?

w i = ρ i ρ

E falta, ainda, a massa molar da água:

M H 2 O = 18,015 g g m o l

Então bora lá...

Passo 2

Já vamos começar resolvendo um dilema, heim!?

Se liga só que, na letra a), queremos a fração de água igual a:

y H 2 O = 0,05

Então pra mistura do ar teremos: (já que tudo somado tem que dar igual a 1, né?)

y a r = 0,95

E olha bem o pulo do gato... é dessa fração de 0,95 que a gente vai tirar as frações do exercício 1. Bem assim:

- Para a letra “a” do exercício 1 tínhamos:

y N 2 = 0,79

y O 2 = 0,21

Mas agora vai ser:

y N 2 = 0,79 0,95 = 0,7505

y O 2 = 0,21 0,95 = 0,1995

Passo 3

Calculando a massa molar da mistura:

M = y N 2 M N 2 + y O 2 M N 2 + y O 2 M O 2

M = 0,7505 28,013 + 0,1995 31,999 + 0,05   18,015

M = 28,31 g g m o l

E para a densidade:

ρ = P M R T

ρ = P 28,31 R T

A densidade do vapor dágua:

ρ H 2 O = y H 2 O P M H 2 O R T

ρ H 2 O = 0,05 P 18,015 R T

A fração mássica:

w H 2 O = ρ H 2 O ρ

w H 2 O = 0,05 P 18,015 R T P 28,31 R T

w H 2 O = 0,05 18,015 28,31

w H 2 O = 0,0318

Passo 4

- Para a letra “b” do exercício 1 tínhamos:

y N 2 = 0,7809

y O 2 = 0,2095

y A r = 0,0093

y C O 2 = 0,0003

Mas agora vai ser:

y N 2 = 0,7809 0,95

y O 2 = 0,2095 0,95

y A r = 0,0093 0,95

y C O 2 = 0,0003 0,95

Resposta

w H 2 O = 0,0318

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