IME/ITA ⇒ (IME-1977-2) Físico-Química Tópico resolvido

[EngHaw]

ENUNCIADO: Uma mistura de hidrogênio e oxigênio pode ser analisada fazendo-a passar sobre óxido de cobre aquecido e a seguir por um tubo dessecador. Isto porque CuO oxida o hidrogênio formando cobre metálico, e este é oxidado pelo oxigênio segundo as respectivas reações:

[tex3]\text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu}+\text{H}_2\text{O}[/tex3]

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[tex3]\text{CuO} + \text{H}_2 \rightarrow \text{Cu}+\text{H}_2\text{O}[/tex3]

[tex3]\text{Cu}+ \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{CuO}[/tex3]

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[tex3]\text{Cu}+ \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{CuO}[/tex3]

Assim por exemplo, 84 [tex3]\text{cm}^3[/tex3]

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[tex3]\text{cm}^3[/tex3]

da mistura medida a 27ºC e 779 mmHg fornecem 58,9 [tex3]\text{cm}^3[/tex3]

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[tex3]\text{cm}^3[/tex3]

de oxigênio seco medido a 37º C e 656 mmHg. Determinar a fração molar do hidrogênio na mistura.

Resposta

---

NÃO TENHO o gabarito

[Tassandro]

EngHaw,
A segunda reação está correta?

[Tassandro]

EngHaw,
Supondo que a segunda reação seja
[tex3]\text{Cu}+ \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{CuO}[/tex3]

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[tex3]\text{Cu}+ \frac{1}{2}\text{O}_2 \rightarrow \text{CuO}[/tex3]

.
Vamos adotar índice 1 para o hidrogênio e índice 2 para o oxigênio. Pelo enunciado e pela equação de Clapeyron,
[tex3]n_1+n_2=\frac{779\cdot0,084}{62,3\cdot300}=0,0035\mol[/tex3]

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[tex3]n_1+n_2=\frac{779\cdot0,084}{62,3\cdot300}=0,0035\mol[/tex3]

Se na primeira reação o [tex3]H_2[/tex3]

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[tex3]H_2[/tex3]

for consumido totalmente, teremos na segunda um consumo de [tex3]\frac{n_1}2\mol[/tex3]

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[tex3]\frac{n_1}2\mol[/tex3]

de oxigênio, logo, ao final teremos [tex3]n_2-\frac{n_1}2[/tex3]

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[tex3]n_2-\frac{n_1}2[/tex3]

mols de oxigênio sobrando, o que equivale a [tex3]\frac{656\cdot0,0589}{62,3\cdot400}=0,00155\mol[/tex3]

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[tex3]\frac{656\cdot0,0589}{62,3\cdot400}=0,00155\mol[/tex3]

.
Assim, temos o sistema
[tex3]\begin{cases}n_1+n_2=0,0035\\
n_2-\frac{n_1}2=0,00155\end{cases}\implies n_1=0,0013\mol\implies\frac{n_1}{n_1+n_2}=\frac{0,0013}{0,0035}=\frac{13}{35}[/tex3]

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[tex3]\begin{cases}n_1+n_2=0,0035\\
n_2-\frac{n_1}2=0,00155\end{cases}\implies n_1=0,0013\mol\implies\frac{n_1}{n_1+n_2}=\frac{0,0013}{0,0035}=\frac{13}{35}[/tex3]

Penso que seja isso.

[EngHaw]

EngHaw,
A segunda reação está correta?

Tassandro, a segunda reação está ERRADA, lamento pelo equívoco, já procedi com a devida RETIFICAÇÃO.