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. 64
64. Um aparelho inclui um frasco de que contém o gás nitrogênio em e , unido por uma válvula a um frasco de que contém gás argônio em e . Quando a válvula é aberta, os gases misturam-se. (a) Qual é pressão parcial de cada gás após a mistura? (b) Qual é a pressão total da mistura de gases?
Passo 1
a) Bora trabalhar!? Olha só! A primeira coisa que temos que fazer, é tentar encontrar o número de mols de cada gás presente no recipiente, usando a equação de Clapeyron:
Determinemos o número de mols, primeiro para o gás nitrogênio, onde:
E com isso, façamos o cálculo:
E depois, façamos o cálculo para o gás argônio, onde:
Substituindo os valores numéricos, obtemos que:
Passo 2
Só que a questão fala que esses gases se misturaram! Ou seja, eles irão ocupar um novo volume! O legal é que temos duas boas notícias. A primeira é que os dois gases tinham a mesma temperatura, o que já ajuda muito! A segunda é que podemos aplicar Clapeyron para o nosso caso de misturar os gases, a fim de determinar a pressão total provocada pela mistura deles. E é exatamente o que vamos fazer:
Onde, sabendo os seguintes dados:
Já podemos fazer nosso cálculo:
Esse é o valor da pressão total no recipiente após a mistura dos dois gases.
Passo 3
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 argônio:
E depois, façamos o cálculo para a fração molar do gás nitrogênio:
E a pressão parcial exercida por cada gás, nos podemos obter através da seguinte fórmula:
Como já temos a pressão total da mistura, façamos o cálculo para o argônio e o nitrogênio:
Passo 4
(b) Ora bolas! Nem precisamos resolver essa letra, né? Porque já encontramos a resposta no da letra (a):
Resposta
a)
b)