Um frasco fechado contém dois gases cujo comportamento é considerado ideal: hidrogênio molecular e monóxido de nitrogênio. Sabendo que a pressão parcial do monóxido de nitrogênio é igual a 3/5 da pressão parcial do hidrogênio molecular, e que a massa total da mistura é de 20 g, qual a porcentagem em massa do hidrogênio molecular na mistura gasosa ?
Soluções para a tarefa
Considere
Massas molares
H2=2g/mol
NO=30g/mol
Massa de H2=m1
Massa de NO=m2
Pressão parcial do H2=P1
Pressão parcial do NO=P2
Fração molar do H2=X1
Fração molar do NO=X2
Do enunciado temos
m1+m2=20g
P2=3/5*P1
A pressão parcial é dada por
P=X*Pt
Onde
P= pressão parcial
X= fração molar
Pt=pressão total
Utilizamos essa fórmula para calcular as pressões parciais dos gases nesse caso
Pressão parcial do H2
P1=X1*Pt
Pressão parcial do NO
P2=X2*Pt
Como Pt=Pt, obtêm- se a seguinte relação
P1/X1=P2/X2
Como P2=3/5*P1
P1/X1=3/5*P1/X2
Cortando P1
1/X1=3/5/X2
X1*3/5=X2
A fração molar é dada por
X=n/nt
Onde
X=fração molar
n=número de mol do gás (lembrando que o número de mol é dado pela divisão entre massa e massa molar)
nt=total de gás presente em mol
Substituindo
n1/nt*3/5=n2/nt
n1*3/5=n2
m1/2*3/5=m2/30
m1*3/10=m2/30
90*m1=10*m2
Como m1+m2=20 então m2=20-m1
90*m1=10*(20-m1)
90*m1=200-10*m1
100*m1=200
m1=2g
Como a massa total é de 20g
20g----------100%
2g-------------x
x=10%
A porcentagem em massa de hidrogênio é 10%