Calcule as frações molares de N2 do O2 e do Ar no ar seco ao nível do mar, sabendo que 100 g de ar consiste em 75,5 g de N2, 23,2g de O2 e 1,3 g de Ar.

Passo 1

Beleza, então temos um exercício de Química onde precisamos calcular as frações molares de nitrogênio ( N2), oxigênio ( O2) e argônio (Ar) no ar seco ao nível do mar. Para resolver isso, vamos usar o conceito de fração molar, que nos ajuda a entender a proporção de cada componente em uma mistura gasosa.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é fração molar. A fração molar de um gás em uma mistura é a quantidade de mol desse gás dividida pela quantidade total de mols na mistura. A fórmula é:
Xi = nintotal
onde Xi é a fração molar do gás i, ni é o número de mols do gás i, e ntotal é o número total de mols na mistura.

Passo 3

Vamos calcular o número de mols de cada gás. Para isso, usamos a fórmula:
n = mM
onde n é o número de mols, m é a massa do gás, e M é a massa molar do gás.

Passo 4

As massas molares são:
  • N2: aproximadamente 28,02 , g/mol
  • O2: aproximadamente 32,00 , g/mol
  • Ar: aproximadamente 39,95 , g/mol
Calculando os mols:
  • Mols de N2:
nN2 = 75,528,02 approx 2,70 , mol
  • Mols de O2:
nO2 = 23,232,00 approx 0,725 , mol
  • Mols de Ar:
nAr = 1,339,95 approx 0,0325 , mol

Passo 5

Agora, vamos somar todos os mols para encontrar o total:
ntotal = 2,70 + 0,725 + 0,0325 approx 3,4575 , mol

Passo 6

Finalmente, calculamos as frações molares de cada gás:
  • Fração molar de N2:
XN2 = 2,703,4575 approx 0,781 , (78,1%)
  • Fração molar de O2:
XO2 = 0,7253,4575 approx 0,210 , (21,0%)
  • Fração molar de Ar:
XAr = 0,03253,4575 approx 0,0094 , (0,94%)

Resposta

As frações molares no ar seco ao nível do mar são aproximadamente 78,1% de N2, 21,0% de O2 e 0,94% de Ar.

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