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Enunciado

Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 1.Exercícios - Ex. 18a

Um vaso de 22,4   d m 3 contém 2 mol de H 2 e 1   m o l   de N 2 , a 273,15 K. Calcule (a) as frações molares de cada componente da mistura (b) as respectivas pressões parciais e (c) a pressão total no vaso.

Passo 1

Fala ai meu jovem, tudo certinho?

Vamos tentar entender esse exercício. Primeiro, ele nos pede frações molares. E você concorda comigo que com isso ele quer dizer a quantidade de mols de um certo gás, dentro de uma mistura de gases.?

A fórmula que usamos para isso é:

x a = n a n t o t

Já a pressão parcial, seria a pressão que aquele gás está fazendo no sistema, e ela é dada por:

P a = x a P t o t

Hmm... e a pressão total?

Essa é a nossa velha conhecida do P V = n R T , mas nesse caso ela considera o numero total de mols, sem separar por elemento químico.

Bora calcular?

Passo 2

Temos 2 mol de H 2 e 1   m o l   de N 2 , então teremos um total de 3 mol , onde:

x H 2 = 2 m o l 3 m o l = 2 3

E também:

x N 2 = 1 m o l 3 m o l = 1 3

E essas são as respectivas frações molares.

Passo 3

Como temos 3 mols totais, a pressão total será:

P = n R T V

Se n = 3 , T = 273 K , R = 0,0821   a t m . L . m o l - 1 K - 1 e V = 22,4 d m 3 = 22,4 L

P = 3 m o l 0,0821   a t m . L . m o l - 1 K - 1 273,15 K 22,4 L

P t o t = 3   a t m

Passo 4

Com isso, podemos calcular as pressões parciais se   P t o t = 3   a t m ; x H 2 = 2 3 e x N 2 = 1 3 :

P a = x a P t o t

Então:

P H 2 = 2 3 . 3 = 2   a t m

P N 2 = 1 3 . 2 = 2 3   a t m

Resposta

P t o t = 3   a t m ; x H 2 = 2 3 e x N 2 = 1 3 , P H 2 = 2   a t m ; P N 2 = 1 a t m .

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