O ar é composto aproximadamente de 20 % de O2 e 80 % de N2 ( % em volume). Determine o peso molecular aparente do ar. Calcular a massa específica do ar, em g / L, a 25^circ C e 1 atm , considerando que esse se comporte como um gás ideal.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão nos pede para calcular o peso molecular aparente do ar e a massa específica do ar em condições específicas de temperatura e pressão, assumindo que ele se comporta como um gás ideal. Para isso, vamos precisar saber as porcentagens de oxigênio ( O2) e nitrogênio ( N2) no ar, além das massas molares de cada gás. Também vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar a massa específica.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o peso molecular aparente do ar. Sabemos que o ar é composto por 20% de O2 e 80% de N2 em volume. O peso molecular de cada gás é:
  • O2: aproximadamente 32 g/mol
  • N2: aproximadamente 28 g/mol
Para encontrar o peso molecular do ar ( Mar), fazemos uma média ponderada baseada nas porcentagens de cada gás:
Mar = (0.20 times 32) + (0.80 times 28)
Mar = 6.4 + 22.4 = 28.8 g/mol

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa específica do ar usando a Lei dos Gases Ideais, que é dada por:
PV = nRT
Onde:
  • P é a pressão (1 atm)
  • V é o volume
  • n é a quantidade de mols
  • R é a constante dos gases ( 0.0821 L cdot atm/(mol cdot K))
  • T é a temperatura em Kelvin
Primeiro, convertemos a temperatura de 25^circ C para Kelvin:
T = 25 + 273 = 298 K
Queremos a massa específica em g/L, então rearranjamos a equação para resolver a massa ( m):
PV = mMar RT
Isolando m/V (massa por volume):
mV = P MarRT
Substituindo os valores:
mV = 1 times 28.80.0821 times 298
mV = 28.824.466 approx 1.178 g/L

Resposta

O peso molecular aparente do ar é 28.8 g/mol e a massa específica do ar é aproximadamente 1.18 g/L a 25^circ C e 1 atm.

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