Alguns mergulhadores estão explorando um naufrágio utilizam uma mistura de neônio-oxigênio que contém 141,2 g de oxigênio e 335,0 g de neônio. A pressão nos tanques de gás é 50,0 atm. Qual é a pressão de oxigênio nos tanques? (M.A.: $\mathrm{O}=16 ; \mathrm{Ne}=20,2)

Passo 1

Vamos começar resumindo o que o exercício nos pede. Temos uma mistura de gases que contém 141,2 g de oxigênio (O₂) e 335,0 g de neônio (Ne). A pressão total no tanque é de 50,0 atm. Nosso objetivo é descobrir qual é a pressão exercida apenas pelo oxigênio nessa mistura.
Para resolver isso, vamos usar a Lei de Dalton das Pressões Parciais, que nos ajuda a encontrar a pressão de cada gás em uma mistura. Para isso, precisamos calcular a quantidade de mols de cada gás presente e depois determinar a fração molar de cada um na mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de cada gás temos. A fórmula para isso é:
n = massamassa molar
  • Para o oxigênio (O₂):
    A massa molar do O₂ é 32 g/mol (já que cada átomo de oxigênio tem 16 g/mol).
    nO2 = 141,2 , g32 , g/mol approx 4,40 , mol
  • Para o neônio (Ne):
    A massa molar do Ne é 20,2 g/mol.
    nNe = 335,0 , g20,2 , g/mol approx 16,58 , mol

Passo 3

Agora, vamos encontrar a fração molar de cada gás na mistura. A fração molar indica a proporção de mols de cada gás em relação ao total de mols na mistura.
Primeiro, calculamos o total de mols:
ntotal = nO2 + nNe = 4,40 , mol + 16,58 , mol = 20,98 , mol
  • Fração molar do oxigênio:
    chiO2 = nO2ntotal = 4,4020,98 approx 0,21
Isso significa que aproximadamente 21% dos mols na mistura são de oxigênio.

Passo 4

Agora, aplicamos a Lei de Dalton das Pressões Parciais, que diz que a pressão total de uma mistura de gases é a soma das pressões parciais de cada gás:
Ptotal = PO2 + PNe
A pressão parcial de cada gás é calculada multiplicando-se a fração molar desse gás pela pressão total:
  • Pressão parcial do oxigênio:
    PO2 = chiO2 times Ptotal = 0,21 times 50,0 , atm = 10,5 , atm

Resposta

A pressão de oxigênio nos tanques é de aproximadamente 10,5 atm.

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