Considere um recipiente de capacidade 41 L , a uma temperatura de 300 K , contendo 2,0 mols de O2 ; 3,0 mols de H2 e 5,0 mols de CH4. Para este sistema, calcule: A fração molar para cada gás. Resposta: 0, 20 ; 0,30 ; 0,50, respectivamente.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um recipiente de 41 litros a 300 K que contém diferentes quantidades de três gases: oxigênio ( O2), hidrogênio ( H2) e metano ( CH4). A gente precisa calcular a fração molar de cada gás nesse sistema. Para isso, vamos usar conceitos de mistura gasosa e frações molares na química.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é fração molar. A fração molar de um gás em uma mistura é a proporção de mols desse gás em relação ao total de mols presentes na mistura. Matematicamente, ela é dada por:
chii = nintotal
Onde:
  • chii é a fração molar do gás i,
  • ni é o número de mols do gás i,
  • ntotal é o número total de mols na mistura.

Passo 3

Vamos calcular o número total de mols na mistura. Temos:
  • 2,0 mols de O2
  • 3,0 mols de H2
  • 5,0 mols de CH4
Somando tudo:
ntotal = 2,0 + 3,0 + 5,0 = 10,0 mols

Passo 4

Agora, vamos calcular a fração molar de cada gás usando a fórmula que vimos.
Para O2:
chiO2 = 2,010,0 = 0,20
Para H2:
chiH2 = 3,010,0 = 0,30
Para CH4:
chiCH4 = 5,010,0 = 0,50

Resposta

As frações molares são 0,20 para O2, 0,30 para H2 e 0,50 para CH4, respectivamente.

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