A pressão total de uma mistura de oxigênio (
) e nitrogênio (
) é
. Um material adsorvente foi utilizado para remoção seletiva do gás nitrogênio, de forma que apenas oxigênio puro restasse no mesmo recipiente. Quando nas mesmas condições de temperatura e volume da mistura original, esse gás oxigênio exerceu uma pressão de 0,80 atm sobre o recipiente. Considerando o comportamento ideal dos gases nas condições avaliadas, responda:
a) Qual é a composição original da mistura expressa em fração molar de cada gás?
a) Qual é a composição original da mistura expressa em fração molar de cada gás?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre mistura de gases usando conceitos de pressão parcial e fração molar. A gente vai precisar entender como os gases se comportam na mistura ideal e como calcular as frações molares a partir das pressões dadas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que em uma mistura de gases ideais, a pressão total é a soma das pressões parciais de cada gás. Isso é conhecido como a Lei de Dalton das Pressões Parciais:
No nosso caso, a pressão total é de 2,00 atm antes da remoção do nitrogênio.
Passo 3
Depois que removemos o nitrogênio, só resta o oxigênio no recipiente, e a pressão exercida por ele é de 0,80 atm. Isso significa que a pressão parcial do oxigênio na mistura original era de 0,80 atm.
Passo 4
Agora, podemos calcular a pressão parcial do nitrogênio antes da remoção. Usando a Lei de Dalton:
Passo 5
Com as pressões parciais conhecidas, podemos determinar as frações molares de cada gás. A fração molar de um gás é a raz��o entre a pressão parcial desse gás e a pressão total da mistura:
Resposta
A composição original da mistura é de 40 % de oxigênio (
) e 60 % de nitrogênio (
) em fração molar.