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).
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.
Passo 4
Vamos somar os mols de H₂ e He para achar o total de mols na mistura.
Passo 5
Agora, vamos usar a equação dos gases ideais para encontrar a pressão. A equação é:
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 $:
Passo 6
Vamos substituir os valores na fórmula:
Resposta
A pressão exercida pela mistura de H₂ e He é aproximadamente 12,3 atm.