Question

Supondo-se que o ar seco contenha 79% de N2 e 21% de O2, em volume. Calcular a densidade de ar úmido, a 25ºC e 1 atm de pressão, quando a umidade relativa é 60%. A pressão de vapor da água, a 25ºC, é de 23,76 torr.

Resposta: 1,171 g*dm^-3 

Answer 1

pressão da umidade do ar : (N2 + O2 + H2O)

quando a umidade relativa é 60%. = 0,6

isso corresponde em quanto da água?

A pressão de vapor da água, a 25ºC, é de 23,76 torr. = 23,76 mmHg

Pressão H2O = 0,6 x 23,76 = 14,28 mmHg

 1atm = 760 mmHg  ( incluso a pressão da água)

isso corresponde em quanto do N2

agora para o N2 = 0,79 x ( 760 - 14,28) = 589,14 mmHg

o complemento da press´~ao so pode ser do O2

 PO2 = 760 -  589,14 - 14,28 = 156,60 mmHg

beleza temos a pressão parcial de ambos ...

agora vamos calcular a fração molar de ambos

fração molar = pressão parcial / pressão total . 100%

%H2O = 14,28 / 760 .100%=   1,88%

% O2 = 156,60 / 760 . 100% = 20,60%

% N2 = 589,14 / 760 .100% = 77,52%

MM H2O = 18 g / mol

MM N2 = 28 g/ mol

MM O2 = 32g / mol

agora vamos multiplicar as % pelas suas massas e tudo isso dividir por 100% será a massa ponderada do ar


18x 1,88% + 28x77,52% + 32x20,60% / 100%  ~> 

0,3384 + 21,7056 + 6,592  / 100%  = 28,636 g / mol

pronto:

lembrando da lei dos gases

p . v = nRT

podemos escrever

p = nRT / v      ( n = m / MM)

p = m RT / MM . v    ( m / v = densidade)

p = d . RT / MM

isolando a densidade

d = p . MM / RT

25°C = 298 K

lembrando que a pressão é a total = 1 atm

d = 1 . 28,636 g  / 0,082 . 298

d = 1,171 g / L   ou  1,171 g / dm³