Uma mistura binária composta de
e
passa por um processo de análise passando-a por sistemas reativos como descrito a seguir.
A mistura é posta em contato com óxido de cobre quente na presença de um agente secante. Neste processo o gás
reduz o CuO de acordo com a equação:
Em seguida, o gás
, reoxida o cobre formado à CuO :
Sabe-se que
dessa mistura, medidos a
e 750 mmHg , fornecem
de
anidro, medidos a
e 750 mmHg depois de passar pelo óxido de cobre e pelo agente secante.
Qual é a composição inicial dessa mistura binária?
A mistura é posta em contato com óxido de cobre quente na presença de um agente secante. Neste processo o gás
Qual é a composição inicial dessa mistura binária?
Passo 1
Então, a gente tem uma mistura de dois gases: oxigênio (
) e hidrogênio (
). O exercício nos conta que essa mistura passa por um processo químico envolvendo óxido de cobre quente e um agente secante. A gente precisa descobrir qual é a quantidade inicial de cada gás na mistura.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar as reações químicas que ocorrem:
- O hidrogênio reduz o óxido de cobre:
- Depois, o oxigênio reoxida o cobre formado:
Passo 3
Vamos definir:
-
= volume inicial de -
= volume inicial de
Sabemos que:
Passo 4
Durante a reação, todo o
reage com CuO, produzindo
. Depois, o
consome metade do volume de
usado para reoxidar o cobre. Então, o oxigênio restante depois das reações é:
Passo 5
Agora temos um sistema de equações:
Vamos resolver esse sistema. Da primeira equação, podemos expressar
em função de
:
Passo 6
Substituindo
na segunda equação:
Passo 7
Agora, encontramos
. Substituindo de volta para encontrar
:
Resposta
A composição inicial da mistura binária era de aproximadamente
de
e
de
.