Quais as massas de H2(g), O2(g) e N2(g) presentes em 10,0 L de uma mistura gasosa ideal, a 18^circ C e 750 torr, cuja composição volumétrica é de 10 % de H2(g), 75 % de N2(g) e 15 % de O2(g) ? Dados: MH2= 2,0 g / mol ; MO2=32,0 g / mol ; MN2=28,0 g / mol. R : mH2(g)=0 , 0 8 g ; mO2(g)=1,98 g ; mN2(g)=8,68 g.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir as massas de H2(g), O2(g) e N2(g) numa mistura gasosa ideal. A gente tem 10,0 litros dessa mistura a 18^circ C e 750 torr. A composição da mistura é de 10% de H2, 75% de N2 e 15% de O2. Para resolver isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que relaciona pressão, volume, temperatura e número de mols dos gases. Vamos precisar também das massas molares que já estão dadas: MH2 = 2,0 g/mol, MO2 = 32,0 g/mol e MN2 = 28,0 g/mol.

Passo 2

Primeiro, vamos converter a pressão de torr para atm, porque a constante dos gases ( R) geralmente é usada em unidades de atm. Sabemos que 1 atm = 760 torr.
P = 750 torr760 torr/atm approx 0,9868 atm
Agora, vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
T = 18^circ C + 273,15 = 291,15 K
Com isso, podemos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar o número total de mols na mistura:
PV = nRT Rightarrow n = PVRT
Substituindo os valores:
n = 0,9868 atm times 10,0 L0,0821 L cdot atm/mol cdot K times 291,15 K approx 0,413 mol

Passo 3

Agora que sabemos o número total de mols na mistura, podemos encontrar a quantidade de mols de cada gás individualmente usando as porcentagens fornecidas.
  • Para H2:
nH2 = 10% times 0,413 mol = 0,0413 mol
  • Para N2:
nN2 = 75% times 0,413 mol = 0,3098 mol
  • Para O2:
nO2 = 15% times 0,413 mol = 0,0619 mol

Passo 4

Com os mols de cada gás, podemos calcular as massas individuais usando as massas molares fornecidas.
  • Para H2:
mH2 = nH2 times MH2 = 0,0413 mol times 2,0 g/mol = 0,0826 g approx 0,08 g
  • Para N2:
mN2 = nN2 times MN2 = 0,3098 mol times 28,0 g/mol = 8,6364 g approx 8,68 g
  • Para O2:
mO2 = nO2 times MO2 = 0,0619 mol times 32,0 g/mol = 1,9808 g approx 1,98 g

Resposta

As massas presentes na mistura gasosa são aproximadamente:
  • H2(g) = 0,08 g
  • O2(g) = 1,98 g
  • N2(g) = 8,68 g

Exercícios relacionados