Ar é armazenado em um container de à 400 K e . Determine as seguintes propriedade do gás de mistura:
a) A fração molar do ;
b) A fração volumétrica do ;
c) O peso molar da mistura;
d) A densidade do ;
e) A densidade do ;
f) A densidade mássica do ar.
Passo 1
Pra ajudar nossos cálculos, vamos fazer uma tabelinha com:
- a fração molar do ar
- a massa molecular de cada componente
- o peso de cada um para uma base de cálculo de 1 mol ( )
A massa total a gente acha somando a massa de todos os componentes (), show?
À partir dai vai ser muito mais tranquilo responder às perguntas do problema, e os dados vão ficar todos organizadinhos :D
Somando as massas de todos os componentes a gente chega que .
Pronto, agora a gente já tá preparado pra resolver a questão!
Passo 2
- A fração molar do :
- A fração volumétrica do :
- O peso molar da mistura:
- A densidade do :
Aqui a gente tá usando aquela proporção clássica do ar que é:
Passo 3
Como o volume molar de gases ideais é uma constante (22,4 L), a gente pode dizer que a fração volumétrica é igual à fração molar :D
Logo,
Passo 4
O peso molar da mistura vai ser igual à soma dos pesos de casa componente pra 1 mol de mistura, logo
Passo 5
Pra achar essa densidade vamos usar a famosa equação dos gases , mas a gente vai dar uma mexida nela. Como já sabemos que a densidade é a razão entre a massa e volume , a gente vai precisar encontrar o volume molar da nossa mistura . Então, a nossa equação dos gases vai ficar com essa cara aqui:
E todas essas informações a gente já tem!
Fazendo então nossas continhas, o volume molar fica:
Como já temos a massa em 1 mol de mistura de cada componente, agora ficou fácil calcular a densidade de cada um! Primeiro pro :
e) A densidade do :
Agora pro !
Passo 3
f) A densidade mássica do ar;
Como já sabemos que a densidade é , a gente vai usar a massa molar da mistura e o volume molar da mistura!