Quais são as frações molares de cada componente em uma mistura de 15.08 g de # O_2 #, 8.17 g de # N_2 # e 2.64 g de # H_2 #? Qual é a pressão parcial em atm de cada componente desta mistura, se mantida em um recipiente 15.50-L a 15 ° C?

Para poder calcular o valor fração molar de cada componente da mistura, você terá que converter as massas dadas a você em moles.

Para fazer isso, use o massa molar de oxigênio, gás nitrogênio e gás hidrogênio, respectivamente

#15.08 color(red)(cancel(color(black)("g"))) * "1 mole O"_2/(31.9988color(red)(cancel(color(black)("g")))) = "0.47127 moles O"_2#

#8.17 color(red)(cancel(color(black)("g"))) * "1 mole N"_2/(28.0134color(red)(cancel(color(black)("g")))) = "0.29165 moles N"_2#

#2.64color(red)(cancel(color(black)("g"))) * "1 mole H"_2/(2.0159color(red)(cancel(color(black)("g")))) = "1.3096 moles H"_2#

O número total de moles presente na mistura será

#n_"total" = n_(O_2) + n_(N_2) + n_(H_2)#

#n_"total" = 0.47127 + 0.29165 + 1.3096 = "2.0725 moles"#

Então, para obter a toupeira fração de um componente #i# da mistura, tudo o que você precisa fazer é dividir o número de mols desse componente pelo número total de moles presentes.

#color(blue)(chi_i = n_i/n_"total")#

Você vai ter

#chi_(O_2) = (0.47127 color(red)(cancel(color(black)("moles"))))/(2.0725color(red)(cancel(color(black)("moles")))) = color(green)(0.227)#

#chi_(N_2) = (0.29165color(red)(cancel(color(black)("moles"))))/(2.0725color(red)(cancel(color(black)("moles")))) = color(green)(0.141)#

#chi_(H_2) = (1.3096color(red)(cancel(color(black)("moles"))))/(2.0725color(red)(cancel(color(black)("moles")))) = color(green)(0.632)#

Agora você poderia Calcule o pressão parcial de cada gás usando o lei dos gases ideais equação três vezes, uma vez para cada gás.

#color(blue)(PV = nRT)#

No entanto, uma abordagem mais simples seria usar o lei dos gases ideais equação uma vez para encontrar o pressão total exercida pela mistura, use as frações molares dos gases para encontrar sua respectiva pressão parcial - pense Lei de Raoult.

Portanto, a pressão exercida pela mistura será

#P_"total" = (n_"total" * RT)/V#

#P_"total" = (2.0725 color(red)(cancel(color(black)("moles"))) * 0.0821("atm" * color(red)(cancel(color(black)("L"))))/(color(red)(cancel(color(black)("mol"))) * color(red)(cancel(color(black)("K")))) * (273.15 + 15)color(red)(cancel(color(black)("K"))))/(15.50color(red)(cancel(color(black)("L"))))#

#P_"total" = "3.163 atm"#

A pressão parcial de cada gás #i# vai depender da sua fração molar e da pressão total do gás

#color(blue)(P_i = chi_i xx P_"total")#

Conecte seus valores para obter

#P_(O_2) = 0.227 * "3.163 atm" = color(green)("0.718 atm")#

#P_(N_2) = 0.141 * "3.163 atm" = color(green)("0.446 atm")#

#P_(H_2) = 0.632 * "3.163 atm" ~~ color(green)("2.00 atm")#

Todas as respostas são arredondadas para três sig figs.