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Exercícios Resolvidos de Gases ideais

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Exercício 712345689101112

Enunciado

Um recipiente de volume 22,4   L contém 2   m o l de H 2 ( g ) e 1   m o l de N 2 ( g ) em 273,15   K . Calcule suas pressões parciais e a pressão total.

Passo 1

Opa, lembra que 22,4   L é o volume ocupado por 1   m o l de um gás ideal nas CNTP ( 1   a t m e 273   K )?

E tá vendo que aí a gente tem 3   m o l s no total?

Algum palpite pra pressão total? Eu aposto que, se com 1   m o l a gente tem 1   a t m , com 3   m o l s a gente vai ter 3   a t m de pressão.

E pras pressões parciais, como estamos tratando esses caras como gases ideais, não faz diferença quem é quem. Se o hidrogênio tem 2 / 3 dos mols que estão ali dentro, acho que ele vai ser responsável por 2 / 3 da pressão. E o nitrogênio por 1 / 3 . Mas vamos calcular pra ver se vai ser isso mesmo.

Passo 2

Vamos começar calculando a pressão total desses gases!

Como em baixas pressões e temperaturas misturas de gases que não interagem entre si se comportam como um gás puro, podemos calcular a pressão total considerando que temos 3 mols de gás.

p V = n R T

p   .   22,4 L = 3   m o l s   .   0,082 a t m . l m o l . K   .   273 , 15   K

p t o t a l = 3   a t m

Passo 3

Para calcular as pressões parciais dos gases, precisamos primeiro calcular suas frações molares!

As frações molares são calculadas por:

x H 2 = n H 2 n t o t a l = 2 2 + 1 = 2 3

x N 2 = n N 2 n t o t a l = 1 3

Pela definição de pressão parcial, sabemos que:

p H 2 = x H 2 . p t o t a l

p H 2 = 2 3   .   3   a t m = 2   a t m

p N 2 = 1 3   .   3   a t m = 1   a t m

Resposta

p t o t a l = 3   a t m

p H 2 = 2   a t m

p N 2 = 1   a t m

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