Calcule a fugacidade do n -butano em uma mistura gasosa composta por 1 mol de n butano, 2,5 moles de isobutano, 4 moles de n-penteno e 1 mol de n-pentano a
e 3,79 bar.
Passo 1
Vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. Temos uma mistura gasosa composta por várias substâncias: 1 mol de n-butano, 2,5 mols de isobutano, 4 mols de n-penteno e 1 mol de n-pentano. A temperatura é de
e a pressão total é de 3,79 bar. O objetivo é calcular a fugacidade do n-butano nessa mistura. Para isso, vamos precisar entender o conceito de fugacidade, como ela se relaciona com a pressão e a composição da mistura, e usar as leis dos gases para efetuar o cálculo.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é fugacidade. A fugacidade é uma medida que ajusta a pressão real de um gás para levar em conta as interações entre as moléculas que não ocorrem em gases ideais. Em condições ideais, a fugacidade (
) é igual à pressão (
), ou seja,
. Mas na realidade, as interações moleculares fazem com que essa relação precise de correções.
Passo 3
Para uma mistura de gases ideal, a fugacidade de cada componente pode ser calculada usando a fração molar (
) e a pressão total (
) da mistura:
Então, o primeiro passo é encontrar a fração molar do n-butano na mistura.
Passo 4
Vamos calcular o número total de mols na mistura:
Agora, calculamos a fração molar do n-butano (
):
Passo 5
Com a fração molar em mãos, aplicamos a fórmula da fugacidade para o n-butano:
Substituindo os valores:
Passo 6
Finalmente, realizamos o cálculo:
Resposta
A fugacidade do n-butano na mistura gasosa é aproximadamente 0,445 bar.