Question

Nitrogênio (N2) a 150 kPa e 40°C ocupa um recipiente fechado e rígido cujo volume é de 1 m3. Se 2 kg de oxigênio (O2) forem adicionados ao recipiente, qual será a análise molar da mistura resultante? Se a temperatura permanecer constante, qual será a pressão da mistura em kPa?
Admita comportamento de gás ideal.

Answer 1

Resposta:

a) n(N₂)= 57,64 mol

b) n(O₂)= 62,5 mol

c) Pt= 312 KPa

Explicação:

Dados

P(N₂)= 150 KPa

t= 40 ºC ==> T= 40 + 273= 313 K

V= 1 m³

m(O₂)= 2 Kg ==> 2000 g

n(N₂)= ?

n(O₂)= ?

Pt= ?

T1= T2  

MM(N₂)= 28 g/mol

MM(O₂)= 32 g/mol

R= 8,314 Pa * m³ * mol⁻¹ * K⁻¹

- para o N₂

Aplicar: Equação dos Gases Perfeitos ou Eq de Clapeyron  

PV= nRT onde: P= pressão, V= volume n= nº de moles R= Constante universal dos gases T= temperatura em K  

n= m1÷MM1 onde n= nº de mol (quantidade de matéria), m1= massa, MM1= massa molar  

Lembre que: K= 273,15 + ºC  

n= PV ÷ RT

n= 150 KPa * 1 m³ ÷ (8,314 Pa * m³ * mol⁻¹ * K⁻¹ * 313 K

n= 150000 ÷ 2602,282

n(N₂)= 57,64 mol

- para o O₂

- cálculo da quantidade de matéria (n)

n= m ÷ MM

n(O₂)= 2000 g ÷ 32 g/mol

n(O₂)= 62,5 mol

- cálculo da pressão final do sistema

Aplicar

Lei de Dalton

Pt= p1 + p2 + p3 + ...  ==> Pt= ∑p onde Pt= pressão total, p= pressão parcial (p1,p2...)

p(N₂)= 150 Kpa

- cálculo da pressão parcial do O₂

P= nRT ÷ V

P= 62,5 mol * 8,314 Pa * m³ * mol⁻¹ * K⁻¹ * 313 K ÷ 1 m3

P(O₂)= 162642,62 Pa ==> 162,6 KPa

Pt= 150 KPa + 162,6 KPa

Pt= 312 KPa