Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 66
66. Uma mistura de gases usada para simular a atomosfera de outro planeta contém de metano, de argônio e de nitrogênio. A pressão parcial do nitrogênio em é . Calcule (a) a pressão total da mistura e (b) o volume.
Passo 1
(a) A primeira coisa que temos que fazer, é encontrar o número de mols de cada gás presente na mistura, usando a seguinte relação:
Onde:
E como sabemos a massa de cada gás, façamos o cálculo:
Substituindo os valores numéricos:
Obtemos o número de mols da cada gás na mistura:
Desse modo, já podemos descobrir o número total de mols do sistema, que é dado pela seguinte soma:
Passo 2
Em seguida, obtido o número de mols de cada gás, vamos tratar de obter a fração molar de cada um, usando a seguinte fórmula:
Baseado nisso, façamos o cálculo para a fração molar do gás nitrogênio:
E depois, façamos o cálculo para a fração molar do gás metano:
Por fim, determinenos a fração molar do gás argônio, sabendo que:
Passo 3
Finalmente, podemos obter a pressão total do sistema usando a seguinte relação entre a fração molar e a pressão total:
Como sabemos que a pressão parcial do nitrogênio em é , usemos a fórmula:
Passo 4
(b) E para encontrar o volume total da mistura, basta usar a equação geral dos gases, considerando o sistema todo como se fosse um único gás:
Onde, sabemos os seguintes dados:
E com isso, já podemos fazer nosso cálculo:
Resposta
a)
b)