Um gás contém (em massa) 5% de de de de , e o restante de água. Calcule a composição molar deste gás em base seca e em base úmida, e a razão mols de gás seco.

Passo 1

Então, a gente tem um gás que é uma mistura de várias substâncias: 5% de propano (C₃H₈), 5% de butano (C₄H₁₀), 16% de oxigênio (O₂), 38% de nitrogênio (N₂) e o restante é água (H₂O). O que precisamos fazer é descobrir a composição molar dessa mistura considerando duas situações: uma base seca (sem a água) e uma base úmida (com a água). Além disso, vamos calcular a razão entre as mols de água e as mols de gás seco. Para isso, vamos usar conceitos de química como massa molar, fração molar e balanço de massa.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir qual é a porcentagem de água na mistura. Sabemos que todas as porcentagens devem somar 100%.
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Então, a mistura é composta por:
  • 5% C₃H₈
  • 5% C₄H₁₀
  • 16% O₂
  • 38% N₂
  • 36% H₂O

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de cada componente por 100 g de mistura para facilitar os cálculos.
Primeiro, vamos usar as massas molares:
  • C₃H₈: (3×12) + (8×1) = 36 + 8 = 44 g/mol
  • C₄H₁₀: (4×12) + (10×1) = 48 + 10 = 58 g/mol
  • O₂: 32 g/mol
  • N₂: 28 g/mol
  • H₂O: 18 g/mol
Agora, calculamos os mols de cada componente:

Passo 4

Agora, para encontrar a composição molar em base seca, precisamos considerar apenas os componentes que não são água. Isso significa que vamos excluir os mols de H₂O.
Total de mols na base seca:
Agora, calculamos a fração molar de cada componente seco:
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Passo 5

Para a base úmida, consideramos todos os componentes, incluindo a água. Vamos calcular a fração molar de cada componente em relação ao total de mols (2,0568 + 2 = 4,0568 mol).
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Passo 6

Por fim, vamos calcular a razão entre as mols de H₂O e as mols de gás seco.
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Resposta

A composição molar do gás em base seca é aproximadamente:
  • C₃H₈: 5,53%
  • C₄H₁₀: 4,19%
  • O₂: 24,32%
  • N₂: 65,95%
Em base úmida, a composição molar é aproximadamente:
  • C₃H₈: 2,80%
  • C₄H₁₀: 2,13%
  • O₂: 12,33%
  • N₂: 33,45%
  • H₂O: 49,29%
A razão molar de H₂O por mol de gás seco é aproximadamente 0,973 mol H₂O/mol de gás seco.

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Escolha uma opção:
( )Verdadeiro
( )Falso
(aq.) (aq)
t0 0,02 0 0
t1 x x