Uma mistura de gases tem a seguinte composição mássica: 16,0 % de O2 ; 4,0 % CO ; 17,0 % CO2 e o restante de N2. Calcular a composição molar (massas atômicas: C=12 ; O=16 ; N=14 ) R: yo2 = 0,15 ; yco = 0,04 ; yCo2=0,12 ; ynN=0,69

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de gases com as seguintes porcentagens em massa:
  • 16,0% de O2
  • 4,0% de CO
  • 17,0% de CO2
  • O restante é N2
Queremos calcular a composição molar dessa mistura, ou seja, descobrir qual a fração molar de cada componente na mistura. Para isso, vamos precisar das massas atômicas que já estão fornecidas: C=12, O=16, e N=14.

Passo 2

Primeiro, vamos determinar a porcentagem em massa de cada componente. Já temos para O2, CO e CO2. O restante é N2, então:
% N2 = 100% - (16% + 4% + 17%) = 63%

Passo 3

Agora, precisamos calcular a massa molar de cada gás na mistura. A massa molar é a soma das massas atômicas dos elementos que compõem a molécula.
  • O2: Cada molécula tem 2 átomos de oxigênio.
M(O2) = 2 times 16 = 32 , g/mol
  • CO: Cada molécula tem 1 átomo de carbono e 1 de oxigênio.
M(CO) = 12 + 16 = 28 , g/mol
  • CO2: Cada molécula tem 1 átomo de carbono e 2 de oxigênio.
M(CO2) = 12 + (2 times 16) = 44 , g/mol
  • N2: Cada molécula tem 2 átomos de nitrogênio.
M(N2) = 2 times 14 = 28 , g/mol

Passo 4

O próximo passo é calcular o número de moles de cada gás presente na mistura. Usamos a fórmula:
Mo<=s = MassaMassa Molar
Assumindo que temos 100 g da mistura (para facilitar os cálculos):
  • O2:
Mo<=s = 16,0 , g32 , g/mol = 0,5 , mol
  • CO:
Mo<=s = 4,0 , g28 , g/mol approx 0,1429 , mol
  • CO2:
Mo<=s = 17,0 , g44 , g/mol approx 0,3864 , mol
  • N2:
Mo<=s = 63,0 , g28 , g/mol approx 2,25 , mol

Passo 5

Agora, vamos somar todas as moles para encontrar o total de moles na mistura:
Total de mo<=s = 0,5 + 0,1429 + 0,3864 + 2,25 approx 3,2793 , mol

Passo 6

Com o total de moles, podemos calcular a fra��ão molar de cada gás dividindo o número de moles de cada componente pelo total de moles.
  • O2:
yO2 = 0,53,2793 approx 0,152 , (ou 15,2%)
  • CO:
yCO = 0,14293,2793 approx 0,0436 , (ou 4,36%)
  • CO2:
yCO2 = 0,38643,2793 approx 0,1179 , (ou 11,79%)
  • N2:
yN2 = 2,253,2793 approx 0,6863 , (ou 68,63%)

Resposta

A composição molar da mistura é aproximadamente:
yO2 = 0,15; yCO = 0,04; yCO2 = 0,12; yN2 = 0,69

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