Question

Um estudante de engenharia, resolveu fazer um experimento para analizar o comportamento de uma mistura gasosa, dentro de um reservatório, a uma pressão de 80KPa e 25°C. A mistura gasosa, era formada por uma composição molar de: 32% de gás Nitrogênio (N2), 28% de gás Oxigênio (O2) e 40% de gás carbônico (CO2). Para dar continuidade ao experimento, o estudante precisaria calcular a massa molar média da mistura e a concentração molar. Pode-se afirmar que os valores calculados pelo estudante, foram respectivamente: Dados: Massas molares: N2=28g/mol, O2= 32g/mol e CO2= 44g/mol. R= 8,314J/kmol. K

Answer 1

Resposta:

35,52g/mol e 384,89mol/m3

Explicação:

Answer 2

A mistura gasosa possui massa molar média de 35,52g/mol e concentração molar de 32,29mol/m³. Logo, a letra a) é a correta.

O que é a equação de Clapeyron?

É uma equação linear que relacionar as principais variáveis a serem analisadas em um gás ideal:

PV = nRT

Podemos manipular essa fórmula:

$PV = nRT\\\\\frac{n}{V} = \frac{P}{RT}$

Sabemos que a relação do número de mols e o volume do gás equivale à concentração molar, então:

$ConcentracaoMolar = \frac{n}{V} = \frac{P}{RT}$

Antes devemos transformar a temperatura em Kelvin:

T = 25 + 273 = 298 K

Importante entender que a constante R foi dada em J/kmol*K, que equivale a kPa*m³/kmol*K. Logo, a concentração molar será:

$ConcentracaoMolar = \frac{n}{V} = \frac{P}{RT} = \frac{80}{8,314*298} = 0,03229 kmol/m^3 = 32,29mol/m^3$

Vamos agora calcular a massa de cada componente dessa mistura gasosa (tomaremos como base uma amostragem de 100mol):

• Nitrogênio = mN = 0,32*100mol*28g/mol = 896g
• Oxigênio = mO = 0,28*100mol*32g/mol = 896g
• Gás Carbônico = mG = 0,40*100mol*44g/mol = 1760g

Portanto, a massa total será:

m = 896 + 896 + 1760 = 3552g

Logo, a massa molar média dessa mistura vale:

M = m/base = 3552g/100mol = 35,52g/mol

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