Question

Um balão de 1,00 L contém o gás nitrogênio a 15 °C, em 0,50 bar de pressão. 0,10 mol de O2(g) são adicionados ao balão e os gases se misturam. Em seguida, uma torneira se abre para permitir a saída de 0,020 mol de moléculas. Qual é a pressão parcial do oxigênio na mistura final?

Answer 1

Olá marcos!

Vamos por etapa :

1) convertemos as unidades das variáveis do exercício como a pressão e temperatura:

1 atm ------------- 1,01325 bar
x atm ------------- 0,50 bar

x = 0,50 * 1 / 1,01325

x = 0,49 atm 

ou seja, a pressão para o gás nitrogênio ( N2 ) é 0,49 atm

Agora, convertemos a temperatura para kelvin ( K ) :

 T K =  273 + T C

T K = 273 + 15

T K = 288 K 

2 ) Agora , vamos calcular a quantidade de mols de gás nitrogênio , com base na lei dos gases:

R = 0,08206 atm

P * V = n * R * T

0,49 *  1,00 = n * 0,08206 * 288

0,49 = n * 23,63328

n = 0,49 / 23,63328

n = 0,021 mols de N2

3) Agora calculamos a quantidade total de mols no balão:

lembrando que a quantidade de mols de O2 é 0,10 mols como o enunciado nos mostra

n =  n ( O2 ) +  n ( N2 )

n = 0,10 + 0,021

n =  0,12 mols

logo as frações molares dos gas nitrogênio é obtidas da seguinte forma:

x( N2 ) =  n ( N2) / n

x  = 0,021 / 0,12

x = 0,18


a fração molar do gás oxigênio é calculado da seguinte maneira:

n ( O2 ) =  1 - 0,18

n ( O2 ) = 0,82

agora, obtemos a fração molar do gás oxigênio na mistura esquerda:

n ( esquerda ) = 0,12 - 0,020 => 0,10 mols

então a quantidade em mols de O2 será de:

n ( O2 ) = 0,82 *  0,10 => 0,082 mols


4) por fim, calculamos a pressão parcial na mistura final:

P * V = n * R * T

P * 1,00 = 0,082 * 0,08206 * 288

P * 1,00 = 1,9

P = 1,9 / 1,00

P = 1,9 atm 

espero ter ajudado!