Você precisa realizar um experimento utilizando uma mistura de gases que contém
de Ar por mols. Encontre a densidade desse gás a
e
. Calcule as pressões parciais de cada gás nessa mistura.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar a densidade de uma mistura de gases que tem 10% de metano (
) e 90% de argônio (
) em termos de mols, nas condições de
e
. Também precisamos calcular as pressões parciais de cada gás nessa mistura. Para resolver isso, vamos usar a Lei dos Gases Ideais e conceitos de mistura de gases.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação dos gases ideais, que é:
Onde:
-
é a pressão, -
é o volume, -
é o número de mols, -
é a constante dos gases ( ), -
é a temperatura em Kelvin.
Como queremos a densidade, que é massa por volume (
), precisamos relacionar a massa da mistura com o volume usando a equação dos gases.
Passo 3
Vamos converter a temperatura de Celsius para Kelvin:
Passo 4
Assumindo que temos 1 mol da mistura, isso facilita os cálculos porque as porcentagens já estão em mols. Então, temos:
- Mols de
: mol - Mols de
: mol
Passo 5
Vamos calcular o volume total ocupado pela mistura usando a equação dos gases ideais rearranjada para
:
Onde
total é
mol (0,10 + 0,90).
Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos calcular a massa total da mistura. Precisamos das massas molares de cada gás:
-
: aproximadamente -
: aproximadamente
Então:
Massa total:
Passo 7
Agora, podemos calcular a densidade da mistura:
Passo 8
Para encontrar as pressões parciais de cada gás, usamos a Lei de Dalton, que diz que a pressão total é a soma das pressões parciais:
Como temos as porcentagens em mols, as pressões parciais são:
Resposta
A densidade da mistura de gases é aproximadamente
, com as pressões parciais de
para
e
para
.