Um gas natural é analisado com: CO2, 4,0 % ; CH4, 77 % ; C2 H6, 5,0 % e N2, 14 %. Determine as seguintes propriedades da mistura de gas:
a) Fração molar de C2 H6 ;(0,05)
b) Fração em peso de N2 ;(0,201)
c) Peso molecula médio da mistura do gas natural; (19,50)
d) Pressão parcial de cada componente se a pressão total é 1500 mmHg . (60, 1155, 75, 210 mmHg )

Passo 1

Vamos resolver um exercício sobre a composição de um gás natural. Precisamos determinar a fração molar de , a fração em peso de , o peso molecular médio da mistura e as pressões parciais de cada componente quando a pressão total é 1500 mmHg. Para isso, vamos usar conceitos de fração molar, fração em peso, cálculo de peso molecular médio e Lei de Dalton das pressões parciais.

Passo 2

a) Fração molar de xC2H6 = 0,05 (5%)
A fração molar ( ) de um componente é dada pela relação entre o número de moles desse componente e o número total de moles da mistura.
Dado que a porcentagem está em volume ou porcentagem molar, podemos considerar os valores diretamente como frações molares.

Passo 3

b) Fração em peso de wi = ni cdot MiMmédia
Para calcular a fração em peso ( wN2 = 392195 approx 2,012 (20,1%) ) do , usamos a relação:
é
Primeiro, precisamos calcular a massa total da mistura. Vamos assumir 100 moles de gás para facilitar os cálculos.
  • : 4,0 moles 44 g/mol = 176 g
  • : 77 moles 16 g/mol = 1232 g
  • : 5,0 moles 30 g/mol = 150 g
  • : 14 moles 28 g/mol = 392 g
Massa total = 176 + 1232 + 150 + 392 = 194,999 g (aproximadamente 195 g)
Agora, a fração em peso de :

Passo 4

c) Peso molecular médio da mistura do gás natural
O peso molecular médio ( Mmédia = sum (xi cdot Mi) é) é calculado pela média ponderada dos pesos moleculares dos componentes, baseada em suas frações molares.
Mmédia = (0,04 times 44) + (0,77 times 16) + (0,05 times 30) + (0,14 times 28) é
Calculando:
Mmédia = 1,76 + 12,32 + 1,5 + 3,92 = 19,5 , g/mol é
é

Passo 5

d) Pressão parcial de cada componente se a pressão total é 1500 mmHg
Segundo a Lei de Dalton, a pressão parcial de cada componente é dada pela multiplicação da fração molar Pi = xi times Ptotal pela pressão total PCO2 = 0,04 times 1500 = 60 , mmHg .
PCH4 = 0,77 times 1500 = 1155 , mmHg
Calculando para cada componente:
PC2H6 = 0,05 times 1500 = 75 , mmHg
PN2 = 0,14 times 1500 = 210 , mmHg

Resposta

a) Fração molar de :
b) Fração em peso de :
c) Peso molecular médio da mistura do gás natural:
d) Pressão parcial de cada componente:
  • :
  • :
  • :
  • :

Exercícios relacionados