A pressão de vapor da acetona a 295 K é 13,25 kPa. 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

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 13,25 kPa a 295 K.

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:
Ptotal = Pnitrogênio + Pacetona ê
Onde:
  • Ptotal é a pressão total da mistura.
  • Pnitrogênioê é a pressão parcial do nitrogênio.
  • Pacetona é a pressão parcial da acetona.

Passo 4

Sabemos que a pressão total da mistura é 105 kPa e a pressão de vapor da acetona é 13,25 kPa. Vamos substituir esses valores na equação:
105 kPa = Pnitrogênio + 13,25 kPa ê
Para encontrar a pressão parcial do nitrogênio ( Pnitrogênioê), subtraímos a pressão de vapor da acetona da pressão total:
Pnitrogênio = 105 kPa - 13,25 kPa = 91,75 kPa ê

Passo 5

Agora que temos as pressões parciais, podemos calcular a fração molar da acetona na mistura. A fração molar ( X) de um componente é a razão entre a pressão parcial desse componente e a pressão total da mistura:
Xacetona = PacetonaPtotal = 13,25 kPa105 kPa approx 0,126

Resposta

A fração molar de acetona na mistura é aproximadamente 0,126.

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