Exercícios Resolvidos de Gases ideais

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Enunciado

Um balão de 1 L   contém o gás nitrogênio, em 15 o C , em 0,5   b a r . 0,10 mol de O 2 ( g ) é adicionado ao balão e os gases se misturam. Em seguinda, uma torneira se abre para permitir a saída de 0,02   m o l de moléculas. Qual é a pressão parcial do oxigênio na mistura final?

Passo 1

Podemos calcular o número de mols inicial de N 2 através da lei dos gases ideais:

p V = n R T

Como 1   b a r   ≅ 1   a t m ,

0,5   a t m   .   1   L = n N 2   .   0,082 a t m . L m o l . K   .   288   K

n N 2 = 0,021   m o l

Assim, quando adicionamos 0,10   m o l de O 2 , o n t o t a l   d a   m i s t u r a = 0,121   m o l .

As frações molares da mistura, nessas condições, eram:

x N 2 = n N 2 n t o t a l = 0,021 0,121 = 0,18

n O 2 = n O 2 n t o t a l = 0,1 0,121 = 0,82

Passo 2

Como os gases foram misturados, quando o gás escapa, as propriedades da mistura não se alteram, isso é: as frações molares continuam as mesmas! Isso porque o que saiu tem a mesma composição do que ficou ali dentro.

Mas quando 0,02   m o l de moléculas saem da mistura, o novo n t o t a l se torna 0,101   m o l .

A nova pressão, portanto, é:

p   .   1   L = 0,101   m o l   .   0,082 a t m . L m o l . K   .   288   K

p = 2,38   a t m

Passo 3

Pela definição de pressão parcial, sabemos que:

p O 2 = x O 2 . p t o t a l

p O 2 = 0,82   .   2,38   a t m

p O 2 = 1,95   a t m

Resposta

1,95 atm

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