Admitindo que a 1 atm o ar seja composto exclusivamente por O2 e N2, com suas pressões parciais na razão 0,21:0,79, quais são as suas frações mássicas? Dado: MM O2 : 32 kg / kmol ; MM N 2: 28 kg / kmol.
Resp: w O2: 0,233 ; w N2: 0,767.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício nos pede para encontrar as frações mássicas do oxigênio ( O2) e do nitrogênio ( N2) no ar, considerando que a pressão total é de 1 atm e que as pressões parciais de O2 e N2 estão na razão de 0,21:0,79. Para resolver isso, vamos usar conceitos de mistura gasosa e frações mássicas, além das massas molares fornecidas.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender que a fração mássica é a proporção da massa de cada componente em relação à massa total da mistura. Para isso, vamos calcular a massa de cada gás presente na mistura. Sabemos que as pressões parciais são 0,21 atm para O2 e 0,79 atm para N2, e que estamos trabalhando com 1 atmosfera de pressão total.

Passo 3

Vamos assumir que temos 1 kmol de ar para facilitar os cálculos. Assim, a quantidade de O2 é 0,21 kmol e a de N2 é 0,79 kmol.

Passo 4

Agora, vamos calcular a massa de cada gás usando as massas molares fornecidas:
Massa de O2 = 0,21 , kmol times 32 , kg/kmol = 6,72 , kg
Massa de N2 = 0,79 , kmol times 28 , kg/kmol = 22,12 , kg

Passo 5

Em seguida, vamos somar as massas para encontrar a massa total da mistura:
Massa total = 6,72 , kg + 22,12 , kg = 28,84 , kg

Passo 6

Agora, calculamos as frações mássicas dividindo a massa de cada gás pela massa total da mistura:
wO2 = 6,72 , kg28,84 , kg approx 0,233
wN2 = 22,12 , kg28,84 , kg approx 0,767

Resposta

w O2: 0,233 ; w N2: 0,767.

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