Exercícios Resolvidos de Solubilidade dos gases

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Enunciado

O gás dióxido de carbono dissolvido em uma amostra de água em um recipiente parcialmente cheio e lacrado entrou em equilíbrio com sua pressão parcial no ar que está acima da solução. Explique o que acontece com a solubilidade do C O 2 se:

a) a pressão parcial do gás C O 2 dobra por adição de mais C O 2 ;

b) a pressão total do gás sobre o líquido dobra por adição de nitrogênio.

Passo 1

a) Se aumentarmos a pressão parcial do C O 2 em 2x o que ela era, a solubilidade nova ( s ' ), será, segundo a lei de Henry:

s = k H . P

Como não mudamos nem o solvente, nem o gás e nem a temperatura, k H   segue constante:

s ' = k H . 2 P

s ' = 2 s

Ou seja, quando dobramos a pressão parcial de C O 2 , a solubilidade do C O 2 sobra também.

Passo 2

b) Se dobramos a pressão total do gás sobre o líquido mas não alterarmos a quantidade de C O 2 , a solubilidade do C O 2 não muda.

Isso acontece porque, quando o gás faz parte de uma mistura, devemos utilizar a sua pressão parcial para calcular a solubilidade, já que a solubilidade dele depende das moléculas de C O 2 que vão penetrar o líquido, e não das moléculas de gases em geral.

Assim, quando aumentamos a pressão adicionando nitrogênio, aumentamos a pressão total mas diminuimos a fração molar de C O 2 no meio (já que a fração molar é calculada por m o l s   d e   C O 2 n o d e   m o l s   t o t a l e nós aumentamos o número de mols total), o que mantém constante a pressão parcial do CO2.

Assim, nada acontece com a solubilidade do C O 2 quando dobramos a quantidade de nitrogênio.

Resposta

a) A solubilidade também dobra.

b) A solubilidade se mantém a mesma.

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