O aumento do dióxido de, carbono atmosférico tem como conseqüência o aumento da concentração đé dióxido de carbono dissolvido nos corpos dágua na natureza. Use a lei de Henry e os dados da Tabela 6.1 para calcular a solubilidade do CO2 em água, a 25^circ C, quando sua pressão parcial é (a) 4,0 kPa, (b) 100 kPa .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre como o aumento do dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera faz com que mais CO₂ se dissolva na água. Para isso, vamos usar a Lei de Henry, que é um conceito da química que relaciona a pressão de um gás com a sua solubilidade em um líquido. Precisamos calcular quanta quantidade de CO₂ se dissolve na água a 25°C quando a pressão parcial dele é de 4,0 kPa e de 100 kPa.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a Lei de Henry. Ela diz que a solubilidade de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial desse gás sobre o líquido. A fórmula da Lei de Henry é:
C = kH times P
Onde:
  • $ C $ é a solubilidade do gás (quantidade de gás dissolvido por unidade de volume de líquido),
  • $ k_H $ é a constante de Henry para aquele gás no líquido específico e temperatura dada,
  • $ P $ é a pressão parcial do gás.

Passo 3

Agora, precisamos do valor da constante de Henry ($ k_H $) para o CO₂ na água a 25°C. Essa constante geralmente está disponível em tabelas específicas, como a Tabela 6.1 mencionada no exercício. Para o nosso cálculo, vamos assumir que o $ k_H $ para o CO₂ na água a 25°C é aproximadamente:
kH
Mas precisamos ter atenção às unidades da pressão. Nosso exercício dá a pressão em kPa, então vamos converter $ k_H $ para unidades compatíveis. Sabemos que:
kH
Portanto, convertendo $ k_H $ para $ mol/(L·kPa) $:
kH = 3,3 times 10^-2 , mol/(L·atm)

Passo 4

Agora, vamos calcular a solubilidade do CO₂ para a pressão parcial de 4,0 kPa usando a fórmula da Lei de Henry:
C = kH times P
Substituindo os valores:
C = 3,26 times 10^-4 , mol/(L·kPa) times 4,0 , kPa
C approx 1,30 times 10^-3 , mol/L

Passo 5

Fazendo o mesmo para a pressão parcial de 100 kPa:
C = kH times P
Substituindo os valores:
C = 3,26 times 10^-4 , mol/(L·kPa) times 100 , kPa
C approx 3,26 times 10^-2 , mol/L

Resposta

A solubilidade do CO₂ em água a 25°C é aproximadamente:
  • a) $ 1,30 \times 10^{-3} , mol/L $ quando a pressão parcial é 4,0 kPa.
  • b) $ 3,26 \times 10^{-2} , mol/L $ quando a pressão parcial é 100 kPa.

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