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Um recipiente fechado à temperatura constante contém 4,48 L de dióxido de carbono, 0,6 mol de oxigênio e 33.6g de gás nitrogênio(28g/mol). A pressão total do sistema é de 760 mmHg. Determine a pressão parcial do gás oxigênio na mistura e a fração em quantidade de matéria do gás carbônico.

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Progresso com Exercícios

há 2 anos

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há 6 meses

Para resolver essa questão, vamos usar a Lei de Dalton das Pressões Parciais e a definição de fração em quantidade de matéria. 1. Cálculo da pressão parcial do gás oxigênio (O₂): - A pressão total (P_total) é de 760 mmHg. - Primeiro, precisamos calcular o número total de mols de gás na mistura. - Dióxido de carbono (CO₂): - O volume de 4,48 L de CO₂ a 1 atm (760 mmHg) pode ser convertido em mols usando a equação dos gases ideais: \[ PV = nRT \] Onde: - \( P = 1 \, \text{atm} = 760 \, \text{mmHg} \) - \( V = 4,48 \, \text{L} \) - \( R = 0,0821 \, \text{L atm/(K mol)} \) (constante dos gases) - \( T \) é a temperatura em Kelvin (não fornecida, mas não precisamos dela para o cálculo da pressão parcial). Rearranjando a equação para encontrar \( n \): \[ n = \frac{PV}{RT} \] Como não temos a temperatura, vamos considerar que a quantidade de CO₂ é dada pelo volume e pela pressão. - Oxigênio (O₂): - Temos 0,6 mol de O₂. - Nitrogênio (N₂): - A massa de N₂ é 33,6 g. Para encontrar os mols: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{33,6 \, \text{g}}{28 \, \text{g/mol}} = 1,2 \, \text{mol} \] - Total de mols: \[ n_{total} = n_{CO₂} + n_{O₂} + n_{N₂} \] Como não temos o número de mols de CO₂, vamos considerar que ele é equivalente a 0,2 mol (aproximadamente, considerando o volume). Portanto: \[ n_{total} = 0,2 + 0,6 + 1,2 = 2,0 \, \text{mol} \] 2. Cálculo da pressão parcial do O₂: A pressão parcial do O₂ pode ser calculada pela fórmula: \[ P_{O₂} = \frac{n_{O₂}}{n_{total}} \times P_{total} \] Substituindo os valores: \[ P_{O₂} = \frac{0,6}{2,0} \times 760 \, \text{mmHg} = 0,3 \times 760 \, \text{mmHg} = 228 \, \text{mmHg} \] 3. Cálculo da fração em quantidade de matéria do gás carbônico (CO₂): A fração em quantidade de matéria do CO₂ é dada por: \[ X_{CO₂} = \frac{n_{CO₂}}{n_{total}} = \frac{0,2}{2,0} = 0,1 \] Resumindo: - A pressão parcial do gás oxigênio (O₂) é de 228 mmHg. - A fração em quantidade de matéria do gás carbônico (CO₂) é de 0,1.

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há 2 anos

Para calcular a pressão parcial do gás oxigênio, é necessário calcular a pressão parcial de cada gás presente na mistura. Para isso, podemos utilizar a Lei de Dalton das pressões parciais, que afirma que a pressão total de uma mistura gasosa é igual à soma das pressões parciais de cada gás presente na mistura. Para calcular a pressão parcial do oxigênio, podemos utilizar a seguinte fórmula: P(O2) = n(O2) * R * T / V Onde: - P(O2) é a pressão parcial do oxigênio - n(O2) é a quantidade de matéria de oxigênio presente na mistura (0,6 mol) - R é a constante dos gases ideais (0,0821 L atm / mol K) - T é a temperatura do recipiente (que não foi informada na pergunta) - V é o volume do recipiente (4,48 L) Supondo que a temperatura seja de 25°C (298 K), temos: P(O2) = 0,6 * 0,0821 * 298 / 4,48 P(O2) = 2,44 atm Portanto, a pressão parcial do oxigênio na mistura é de 2,44 atm. Para calcular a fração em quantidade de matéria do gás carbônico, podemos utilizar a seguinte fórmula: X(CO2) = n(CO2) / n(total) Onde: - X(CO2) é a fração em quantidade de matéria do gás carbônico - n(CO2) é a quantidade de matéria de dióxido de carbono presente na mistura (que pode ser calculada a partir do volume e da pressão parcial do gás, utilizando a equação dos gases ideais) - n(total) é a quantidade total de matéria presente na mistura (que pode ser calculada somando as quantidades de matéria de cada gás presente na mistura) Supondo que a temperatura seja de 25°C (298 K), temos: n(CO2) = P(CO2) * V / (R * T) n(CO2) = 4,48 * (760 - 2,44) / (0,0821 * 298) n(CO2) = 0,155 mol n(total) = n(CO2) + n(O2) + n(N2) n(total) = 0,155 + 0,6 + (33,6 / 28) n(total) = 1,797 mol X(CO2) = 0,155 / 1,797 X(CO2) = 0,086 Portanto, a fração em quantidade de matéria do gás carbônico na mistura é de 0,086.

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