Uma amostra de uma mistura de gases que ocupa 200 mL a foi analisada e continha de nitrogênio. A pressão parcial do outro gás, hidrogênio, é 3,6atm. MM hidrogênio= MM nitrogênio= .
(b) Quantos gramas de hidrogênio há na mistura?

Passo 1

Então, a gente tem uma mistura de gases que ocupa 200 mL a 25°C. Sabemos que nessa mistura tem 0,414 g de nitrogênio ( ) e a pressão parcial do hidrogênio ( ) é de 3,6 atm. A gente também sabe as massas molares de cada gás: o hidrogênio tem 2 g/mol e o nitrogênio tem 28 g/mol. O que precisamos descobrir aqui é quantos gramas de hidrogênio estão nessa mistura. Para resolver isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais e conceitos de pressão parcial.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é pressão parcial. Em uma mistura de gases, cada gás exerce uma pressão como se estivesse sozinho no recipiente. A soma dessas pressões parciais dá a pressão total da mistura. A fórmula que descreve isso é:
Como a gente já tem a pressão parcial do hidrogênio ( ), precisamos descobrir a pressão parcial do nitrogênio ( ).

Passo 3

Para achar , precisamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é:
Onde:
  • é a pressão,
  • o volume,
  • a quantidade de matéria (em mols),
  • a constante dos gases (0,0821 L·atm/(mol·K)),
  • a temperatura em Kelvin.
Primeiro, vamos converter o volume de mL para L e a temperatura de Celsius para Kelvin:

Passo 4

Agora, vamos calcular a quantidade de matéria de nitrogênio ( ) usando a massa dada:

Passo 5

Com , podemos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a pressão parcial do nitrogênio:

Passo 6

Agora que temos , podemos encontrar a pressão total da mistura:

Passo 7

Sabendo a pressão total e usando novamente a Lei dos Gases Ideais, podemos encontrar a quantidade de matéria de hidrogênio ( ):

Passo 8

Finalmente, para encontrar a massa de hidrogênio, multiplicamos a quantidade de matéria pela massa molar:

Resposta

Temos aproximadamente 0,0592 gramas de hidrogênio na mistura.

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© Qual a pressão total da mistura?
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(d) Calcule a fração molar de cada gás.