Um mistura de
e
tem densidade de
, a
e 600 Torr. Considerando os gases como ideais, calcule a fração molar e a pressão parcial do
na mistura.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema fala sobre uma mistura de nitrogênio (
) e oxigênio (
) com uma densidade de
a
e 600 Torr. Nosso objetivo é encontrar a fração molar e a pressão parcial do
nessa mistura. Para isso, vamos usar a teoria dos gases ideais e algumas relações básicas de química e física.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar que a densidade (
) de um gás ideal está relacionada à sua massa molar (
), pressão (
), temperatura (
) e constante dos gases (
) pela equação:
Vamos usar essa equação para encontrar a massa molar média da mistura.
Passo 3
Vamos reorganizar a equação para encontrar a massa molar média (
):
Precisamos converter todas as unidades para o sistema padrão:
- Temperatura:
- Pressão: 600 Torr. Sabemos que
, então - Constante dos gases:
A densidade já está em
, que é equivalente a
.
Passo 4
Substituindo os valores na equação:
Passo 5
Agora, sabemos que a massa molar da mistura é a média ponderada pelas frações molares dos componentes:
Onde:
Substituindo os valores:
Resolvendo para
:
Então, a fração molar do
é 0,2. Como
, temos:
Passo 6
Para encontrar a pressão parcial do
, usamos a Lei de Dalton, que afirma que a pressão total é a soma das pressões parciais dos gases:
Substituindo os valores:
Resposta
A fração molar do
na mistura é
(ou 80%) e a pressão parcial do
é de
.