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 N2:
bar/kmol K. A:
:
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:
- Concentração molar de cada gás.
- Concentração mássica de cada gás.
- Fração molar de cada gás.
- Fração mássica de cada gás.
Para isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais e algumas fórmulas de conversão de unidades. Vamos precisar dos pesos moleculares (
) de cada gás e da constante dos gases (
).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a concentração molar (
) de cada gás. A fórmula que vamos usar é:
Onde:
-
é a pressão parcial do gás (1 bar para cada). -
é a constante dos gases ( ). -
é a temperatura em Kelvin. Como estamos a , .
Calculando para
:
Como a pressão parcial de
é a mesma, a concentração molar (
) também será:
Passo 3
Agora, vamos para a concentração mássica (
). A concentração mássica é calculada multiplicando a concentração molar pelo peso molecular (
) de cada gás:
Para
:
E para
:
Passo 4
Vamos calcular a fração molar (
) de cada gás. A fração molar é a razão da concentração molar de cada gás pela soma das concentrações molares de todos os gases na mistura.
Como temos apenas dois gases com concentrações molares iguais:
Passo 5
Por último, vamos calcular a fração mássica (
) de cada gás. A fração mássica é a razão da concentração mássica de cada gás pela soma das concentrações mássicas de todos os gases na mistura.
Para
:
Para
:
Resposta
-
Concentração Molar:
-
Concentração Mássica:
-
Fração Molar:
-
Fração Mássica: