A solubilidade do N2 no sangue a 37^circ C e a uma pressão parcial de 0,80 atm é de 5,6 times 10^-4 mol / L. Um mergulhador de profundidade respira ar comprimido com a pressão parcial de N2 igual a 4,0 atm. Admita que o volume total de sangue no corpo é de 5,0 L. Calcule a quantidade de N2 liberado (em litros, a 37^circ C e 1 atm ) quando o mergulhador volta à superfície, onde a pressão parcial de N2 é de 0,80 atm. 0,28 L

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema de como o nitrogênio ( ) se comporta no sangue de um mergulhador quando ele mergulha e retorna à superfície. A gente vai usar conceitos de solubilidade de gases em líquidos e a Lei de Henry para isso. Precisaremos saber as pressões parciais de em diferentes condições e a quantidade de sangue do mergulhador.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é solubilidade. Solubilidade é a quantidade de gás que se dissolve em um líquido sob certas condições de temperatura e pressão. Aqui, a solubilidade do no sangue a e pressão parcial de 0,80 atm é .

Passo 3

Vamos aplicar a Lei de Henry, que diz que a quantidade de gás dissolvido ( C = kH times P ) é diretamente proporcional à pressão parcial do gás ( ):
Onde é a constante de solubilidade. Aqui, já sabemos e na superfície, então podemos usar essa relação para encontrar a quantidade de no sangue em diferentes pressões.

Passo 4

No mergulho, a pressão parcial de Cmergulho = kH times Pmergulho = 5,6 times 10^-4 mol/L times 4,0 atm0,80 atm = 2,8 times 10^-3 mol/L que o mergulhador respira é 4,0 atm. Usando a Lei de Henry, a concentração de no sangue sob essa pressão será:
(Note que ajustamos a constante para a nova pressão.)

Passo 5

Quando o mergulhador retorna à superfície, a pressão parcial de volta a 0,80 atm. A nova concentração de no sangue será novamente .

Passo 6

Agora, vamos calcular a quantidade de De que foi liberada do sangue ao retornar à superfície. A diferença na concentração de é:
í

Passo 7

Multiplicamos essa diferença pela volume total de sangue para achar a quantidade total de De liberada:

Passo 8

Finalmente, para converter a quantidade de mols de V = nRTP para litros nas condições padrão (37°C e 1 atm), usamos a equação dos gases ideais:
V = 1,12 times 10^-2 mol times 0,0821 L atm/mol K times 310 K1 atm approx 0,28 L
Onde e . Assim:

Resposta

A quantidade de liberada é de aproximadamente 0,28 litros.

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