A pressão de vapor da acetona a 295 K é
. Para uma mistura de gás nitrogênio saturado com vapor de acetona a 295 K e 105 kPa, pede-se:
Fração molar de acetona na mistura
Fração molar de acetona na mistura
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício que envolve química, mais especificamente, propriedades dos gases e frações molares. A gente precisa descobrir qual é a fração molar da acetona numa mistura de gás nitrogênio saturado com vapor de acetona, dado a pressão total e a pressão de vapor da acetona. Para isso, vamos usar a Lei de Dalton das Pressões Parciais e entender como calcular a fração molar.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a pressão de vapor. A pressão de vapor de um líquido é a pressão exercida pelas suas moléculas no estado gasoso quando o líquido está em equilíbrio com seu vapor. No caso, a acetona tem uma pressão de vapor de
a
.
Passo 3
Agora, vamos aplicar a Lei de Dalton das Pressões Parciais. Essa lei diz que, em uma mistura de gases, a pressão total é igual à soma das pressões parciais de cada gás. A fórmula fica assim:
Onde:
-
é a pressão total da mistura. -
é a pressão parcial do nitrogênio. -
é a pressão parcial da acetona.
Passo 4
Sabemos que a pressão total da mistura é
e a pressão de vapor da acetona é
. Vamos substituir esses valores na equação:
Para encontrar a pressão parcial do nitrogênio (
), subtraímos a pressão de vapor da acetona da pressão total:
Passo 5
Agora que temos as pressões parciais, podemos calcular a fração molar da acetona na mistura. A fração molar (
) de um componente é a razão entre a pressão parcial desse componente e a pressão total da mistura:
Resposta
A fração molar de acetona na mistura é aproximadamente
.