2- Uma mistura de nitrogênio e vapor de água é introduzida num frasco que contem um agente secante. Imediatamente após a introdução, a pressão no frasco é de 760 torr. Depois de algumas horas, a pressão é novamente medida e o seu valor é 745 torr.
a) Calcule a composição, em % molar, da mistura original.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o enunciado. Temos uma mistura de nitrogênio (N₂) e vapor de água (H₂O) sendo introduzida em um frasco que contém um agente secante. Imediatamente após a introdução, a pressão total é de 760 torr. Depois de algumas horas, a pressão cai para 745 torr. Nosso objetivo é calcular a composição inicial dessa mistura em porcentagem molar.
Para resolver isso, vamos precisar entender o conceito de pressão parcial e a Lei de Dalton das pressões parciais, que nos dizem que a pressão total de uma mistura de gases é igual à soma das pressões parciais de cada gás na mistura.

Passo 2

Vamos começar identificando o que acontece no frasco. Inicialmente, temos dois gases: nitrogênio e vapor de água, com uma pressão total de 760 torr. Depois de algum tempo, o agente secante remove o vapor de água, reduzindo a pressão total para 745 torr. Isso significa que a diferença de pressão é devido ao vapor de água que foi removido.

Passo 3

Calculamos a pressão parcial do vapor de água. A pressão inicial era 760 torr e, após a remoção do H₂O, restou 745 torr apenas de nitrogênio. Então:
PH2O = Ptotal inicial - PN2 = 760, torr - 745, torr = 15, torr

Passo 4

Agora, usamos a Lei de Dalton para encontrar a porcentagem molar de cada gás na mistura original. A porcentagem molar de um gás é dada pela razão entre a pressão parcial desse gás e a pressão total da mistura, multiplicada por 100%.
Para o nitrogênio:
% N2 = ( PN2Ptotal ) times 100% = ( 745760 ) times 100%
Para o vapor de água:
% H2O = ( PH2OPtotal ) times 100% = ( 15760 ) times 100%

Passo 5

Calculamos os valores:
Para o nitrogênio:
% N2 = ( 745760 ) times 100% approx 98,03%
Para o vapor de água:
% H2O = ( 15760 ) times 100% approx 1,97%

Resposta

A composição da mistura original é de aproximadamente 98,0% de nitrogênio e 2,0% de vapor de água.

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