Question

1. Um mergulhador que se encontra no mar a 40,0 m de profundidade respira ar atmosférico, através de equipamento de mergulho. Sabendo que Kc(O2) = 1,38 x 10^-3 molL^-1atm^-1 para O2(g<)======>O2(aq.) e que na atmosfera temos 21% de oxigênio, calcule:
(a) Concentração de O2(aq.) no sangue do mergulhador na superfície. (considere o sangue como solução aquosa)
(b) Concentração de O2(aq.) no sangue do mergulhador a 40,0 m de profundidade.
(c) Quantidade em mol de O2(aq.) no sangue do mergulhador na superfície. (considere volume igual a 6,00 L)
(d) Quantidade em mol de O2(aq.) no sangue do mergulhador a 40,0 m de profundidade.
(e) Se o mergulhador subir muito rápido, qual será o volume de O2(g) que formará no seu sangue?

Answer 1

Olá, 
a solubilidade de um gás em um líquido é calculada por:

S = K.Pg

s = solubilidade; K = constante de Henry, relacionada à solubilidade do gás no líquido; Pg = pressão parcial do gás.


Sabendo que a constante do equilíbrio de solubilidade do O2 na água, abaixo equacionado, é Kc = 1,38.10^-3 molL^-1atm^-1:


 O2(g) --> O2(aq) 

a) como a porcentagem de O2 é 21% e a pressão total é 1atm, a pressão parcial de O2 é 0,21atm; substituindo na equação para calcular a solubilidade do O2:

S = K.Pg
S = 1,38.10^-3 molL^-1atm^-1 x 0,21atm = 
S = 0,00029mol/L 

b) a cada 10m de profundidade acrescenta 1atm de pressão, a 40m de profundidade, a pressão é 5atm.
A pressão parcial do O2 aumenta em 5x = 0,21*5 = 1,05atm.
S = 1,38.10^-3mol/L x 1,05atm
S = 0,00145mol/L

c) sabendo que a concentração é a razão do número de mol por volume:

C = n/V = 0,00029mol/L
em 6L o número de mol é:

C*V = n ==> 0,00029mol/L* 6L = 0,00174mol 
d) da mesma forma que no item anterior;

C = n/V  = 0,00145mol/L

C*V = n =>  0,00145mol/L* 6L = 0,0087mol
e) a 40m o número de mol é de 0,0087, conforme acima. Podemos calcular o volume ocupado por essa quantidade de gás a 1 atm, pressão da superfície, pela equação de Clapeyron. Considerando uma temperatura de 25°C  = 298K
PV = nRT
V = nRT/P
V = 0,0087mol*(0,082L atm.mol-1.K-1)(298K)/1atm
V = 0,21L