Uma mistura de
e
encontra-se em um recipiente a
, com cada uma das espécies com uma pressão parcial de 1 bar. Calcule a concentração molar, a concentração mássica, a fração molar e a fração mássica de cada espécie. Dados: MM CO2:
; MM N2:
Resp:
Resp:
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos uma mistura de dióxido de carbono (
) e nitrogênio (
) num recipiente a
. Cada gás tem uma pressão parcial de 1 bar. Nosso objetivo é calcular a concentração molar, a concentração mássica, a fração molar e a fração mássica de cada gás. Para isso, vamos precisar usar conceitos de pressão parcial, leis dos gases ideais e propriedades das substâncias, como massa molar.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a concentração molar de cada gás. A concentração molar (
) pode ser encontrada usando a fórmula da Lei dos Gases Ideais rearranjada:
Onde:
-
é a pressão parcial, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Aplicando na fórmula:
Então, tanto para
quanto para
, a concentração molar é
.
Passo 3
Agora, vamos descobrir a concentração mássica (
) de cada gás. A concentração mássica é dada pela multiplicação da concentração molar pela massa molar (
) do gás:
Para
:
Para
:
Passo 4
Vamos calcular a fração molar (
) de cada gás. A fração molar é a razão da concentração molar de cada gás pela concentração molar total da mistura. Como temos apenas dois gases com a mesma concentração molar:
Então, a fração molar de cada gás é 0,5.
Passo 5
Por último, vamos determinar a fração mássica (
) de cada gás. A fração mássica é a razão da concentração mássica de cada gás pela concentração mássica total da mistura:
Primeiro, calculamos a concentração mássica total:
Agora, calculamos a fração mássica: