Qual a pressão parcial de cada gás em uma mistura que contém 40 g de He, 56 g de N2, e 16 g de O2, se a pressão total da mistura é de 5 atmosferas?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão nos pede para encontrar a pressão parcial de cada gás numa mistura que tem 40 g de He, 56 g de N2 e 16 g de O2. A pressão total da mistura é de 5 atmosferas. Para resolver isso, vamos usar conceitos de pressão parcial, fração molar e a Lei dos Gases Ideais. Precisamos calcular a quantidade de mols de cada gás e depois determinar a fração molar de cada um para encontrar suas pressões parciais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o número de mols de cada gás. Para isso, usamos a fórmula:
n = mM
Onde:
  • é o número de mols,
  • é a massa do gás,
  • é a massa molar do gás.

Passo 3

Vamos começar com o Hélio ( He). A massa molar do He é aproximadamente 4 g/mol.
nHe = 40, g4, g/mol = 10, mol

Passo 4

Agora, para o nitrogênio ( N2). A massa molar do N2 é cerca de 28 g/mol.
nN2 = 56, g28, g/mol = 2, mol

Passo 5

Por último, o oxigênio ( O2). A massa molar do O2 é aproximadamente 32 g/mol.
nO2 = 16, g32, g/mol = 0,5, mol

Passo 6

Agora que temos o número de mols de cada gás, vamos calcular o total de mols na mistura.
ntotal = nHe + nN2 + nO2 = 10 + 2 + 0,5 = 12,5, mol

Passo 7

A próxima etapa é encontrar a fração molar de cada gás. A fração molar ( chii = nintotal ) de um gás é dada por:

Passo 8

Calculando a fração molar de cada gás:
chiHe = 1012,5 = 0,8
chiN2 = 212,5 = 0,16
chiO2 = 0,512,5 = 0,04

Passo 9

Agora, usando a Lei das Pressões Parciais, a pressão parcial de cada gás ( Pi = chii times Ptotal ) é:
Onde .

Passo 10

Calculando as pressões parciais:
PHe = 0,8 times 5, atm = 4, atm
PN2 = 0,16 times 5, atm = 0,8, atm
PO2 = 0,04 times 5, atm = 0,2, atm

Resposta

A pressão parcial de cada gás na mistura é:
  • He: 4 atm
  • N2: 0,8 atm
  • O2: 0,2 atm

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