Qual é a pressão, em atmosferas, exercida por uma mistura de 1,0 g de H2 e 8,0 g de He contida em um balão de aço de 5,0 L a 27 ºC?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química que pede para a gente encontrar a pressão exercida por uma mistura de hidrogênio (H₂) e hélio (He) dentro de um balão de aço. Vamos usar a teoria dos gases ideais para isso. Para resolver, precisaremos calcular a quantidade de cada gás em mols e usar a equação dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de H₂. Sabemos que a massa de H₂ é 1,0 g. A massa molar do H₂ é aproximadamente 2 g/mol (já que cada molécula de H₂ tem 2 átomos de hidrogênio, e cada átomo pesa cerca de 1 g/mol).
nH2 = massamassa molar = 1,0 , g2 , g/mol = 0,5 , mol

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de He. A massa de He é 8,0 g. A massa molar do hélio é aproximadamente 4 g/mol.
nHe = massamassa molar = 8,0 , g4 , g/mol = 2,0 , mol

Passo 4

Vamos somar os mols de H₂ e He para achar o total de mols na mistura.
ntotal = nH2 + nHe = 0,5 , mol + 2,0 , mol = 2,5 , mol

Passo 5

Agora, vamos usar a equação dos gases ideais para encontrar a pressão. A equação é:
PV = nRT
Onde:
  • $ P $ é a pressão que queremos encontrar,
  • $ V $ é o volume (5,0 L),
  • $ n $ é a quantidade de mols (2,5 mol),
  • $ R $ é a constante dos gases ideais (0,0821 L·atm/mol·K),
  • $ T $ é a temperatura em Kelvin. Como está a 27 ºC, convertendo para Kelvin: $ 27 + 273 = 300 , K $.
Rearranjando a fórmula para resolver para $ P $:
P

Passo 6

Vamos substituir os valores na fórmula:
P = 2,5 , mol times 0,0821 , L·atmmol·K times 300 , K5,0 , L
P = 2,5 times 0,0821 times 3005,0
P = 61,5755,0 = 12,315 , atm

Resposta

A pressão exercida pela mistura de H₂ e He é aproximadamente 12,3 atm.

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