Exemplo ideal de gás Problema: Pressão parcial

Em qualquer mistura de gases, cada gás componente exerce uma pressão parcial que contribui para o total pressão. Em comum temperaturas e pressão, você pode aplicar a lei do gás ideal para calcular a pressão parcial de cada gás.

Vamos começar revendo o conceito de pressão parcial. Em uma mistura de gases, a pressão parcial de cada gás é a pressão que o gás exerceria se fosse o único a ocupar esse volume de espaço. Se você adicionar a pressão parcial de cada gás em uma mistura, o valor será a pressão total do gás. A lei usada para encontrar pressão parcial assume que a temperatura do sistema é constante e o gás se comporta como um gás ideal, seguindo a lei do gás ideal:

PV = nRT

onde P é pressão, V é volume, n é o número de toupeiras, R é a constante de gás, e T é a temperatura.

A pressão total é então a soma de todas as pressões parciais dos gases componentes. Para n componentes de um gás:

P_total = P₁ + P₂ + P₃ +... P_n

Quando escrita dessa maneira, essa variação da Lei do Gás Ideal é chamada

P_x = P_total (n / n_total)

Pergunta de pressão parcial

Um balão contém 0,1 moles de oxigênio e 0,4 moles de nitrogênio. Se o balão estiver à temperatura e pressão padrão, qual é a pressão parcial do nitrogênio?

Solução

A pressão parcial é encontrada por Lei de Dalton:

P_x = P_Total (n_x / n_Total )

Onde
P_x = pressão parcial do gás x
P_Total = pressão total de todos os gases
n_x = número de mols de gás x
n_Total = número de mols de todos os gases

Passo 1

Encontre P_Total

Embora o problema não indique explicitamente a pressão, ele diz que o balão está em temperatura e pressão padrão. A pressão padrão é de 1 atm.

Passo 2

Adicione o número de mols dos gases componentes para encontrar n_Total

n_Total = n_oxigênio + n_azoto
n_Total = 0,1 mol + 0,4 mol
n_Total = 0,5 mol

etapa 3

Agora você tem todas as informações necessárias para conectar os valores à equação e resolver P_azoto

P_azoto = P_Total (n_azoto / n_Total )
P_azoto = 1 atm (0,4 mol / 0,5 mol)
P_azoto = 0,8 atm

Responda

A pressão parcial do nitrogênio é de 0,8 atm.

• Certifique-se de relatar suas unidades corretamente! Normalmente, ao usar qualquer forma da lei ideal dos gases, você estará lidando com massa em moles, temperatura em Kelvin, volume em litros e pressão nas atmosferas. Se você tem temperaturas em graus Celsius ou Fahrenheit, converta-as em Kelvin antes de prosseguir.
• Lembre-se de que os gases reais não são ideais, portanto, embora o cálculo tenha muito pouco erro em condições normais, não será exatamente o valor real. Para a maioria das situações, o erro é insignificante. O erro aumenta à medida que a pressão e a temperatura de um gás aumentam porque as partículas estão interagindo umas com as outras com mais frequência.