Uma amostra de ar é coletada sobre água a 20^circ C. No equilíbrio a pressão total do ar úmido é 1 atm . A pressão de vapor da égua no equilíbrio, a 20^circ C, é 17,54 Torr; a composição do ar seco é 78 mol % de N2, 21 mol % de O2 e 1 mol% de Ar.
Calcule as pressões parciais de nitrogênio, oxigênio e argônio na mistura úmida.

Passo 1

Beleza, vamos resolver um exercício sobre pressão parcial dos gases em uma mistura de ar úmido. A gente vai precisar usar a Lei de Dalton das Pressões Parciais, que diz que a pressão total de uma mistura de gases é igual à soma das pressões parciais de cada gás presente. No caso, temos ar úmido sobre água a 20^circ C, com pressão total de 1 atm, e precisamos encontrar as pressões parciais de nitrogênio ( N2), oxigênio ( O2) e argônio (Ar).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que a pressão total da mistura de ar úmido é a soma da pressão do ar seco e da pressão do vapor d’água. A pressão de vapor d’água a 20^circ C é dada como 17,54 Torr. Como a pressão total está em atm, vamos converter essa pressão de vapor para atm também, para ficar tudo na mesma unidade.
Sabemos que 1 , atm = 760 , Torr, então:
Pressão do vapor d'água = 17,54 , Torr760 , Torr/atm approx 0,0231 , atm ãá

Passo 3

Agora, usando a Lei de Dalton, podemos encontrar a pressão total do ar seco subtraindo a pressão do vapor d’água da pressão total:
Pressão do ar seco = Pressão total - Pressão do vapor d'água = 1 , atm - 0,0231 , atm approx 0,9769 , atm ãããá

Passo 4

O próximo passo é calcular as pressões parciais de cada gás no ar seco. Sabemos que a composição do ar seco é 78 mol% de N2, 21 mol% de O2 e 1 mol% de Ar. Para encontrar a pressão parcial de cada gás, multiplicamos a fração molar de cada gás pela pressão total do ar seco.
Pressão parcial de N2 = 0,78 times 0,9769 , atm approx 0,7615 , atm ã
Pressão parcial de O2 = 0,21 times 0,9769 , atm approx 0,2051 , atm ã
Pressão parcial de Ar = 0,01 times 0,9769 , atm approx 0,0098 , atm ã

Resposta

As pressões parciais na mistura úmida são aproximadamente:
  • N2: 0,7615 , atm
  • O2: 0,2051 , atm
  • Ar: 0,0098 , atm

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