Por Pauline Gill
Atualizado em 30 de agosto de 2022

aapsky/iStock/GettyImages

A massa molar de qualquer substância – sólida, líquida ou gasosa – é a massa de um mol, ou seja, 6,022×10²³ entidades, dessa substância. É determinado pela soma das massas atômicas de seus átomos constituintes. Para uma mistura como o ar, a massa molar é a média ponderada do peso molecular de cada componente, ponderada pela sua fração volumétrica na mistura.

Etapa 1 – Identificar os constituintes principais

O ar é composto principalmente pelos seguintes gases (frações volumétricas relativas a 1 unidade de ar):

• Nitrogênio 78,09% (0,7809)
• Oxigênio 20,95% (0,2095)
• Argônio 0,933% (0,00933)
• Dióxido de carbono 0,03% (0,0003)
• Outros gases residuais:néon 0,000018, hélio 0,000005, criptônio 0,000001, hidrogênio 0,0000005, xenônio 0,09×10⁻⁶

Etapa 2 – Multiplicar por pesos moleculares

Como o nitrogênio (N₂) e o oxigênio (O₂) são diatômicos, seus pesos moleculares são o dobro de suas massas atômicas:28,014gmol⁻¹ para N₂ e 32,00gmol⁻¹ para O₂. Os cálculos são os seguintes:

• Nitrogênio: 28,014 × 0,7809 = 21,876
• Oxigênio: 32,00 × 0,2095 = 6,704
• Argônio: 39,94 × 0,00933 = 0,3726
• Dióxido de carbono: 44,01 × 0,0003 = 0,013
• Néon: 20,18 × 0,000018 = 3,6324 × 10⁻⁴
• Hélio: 4,00 × 0,000005 = 2,0 × 10⁻⁵
• Criptônio: 83,8 × 0,000001 = 8,38 × 10⁻⁵
• Hidrogênio: 2,02 × 0,0000005 = 1,01 × 10⁻⁶
• Xenônio: 131,29 × 0,09 × 10⁻⁶ = 1,18 × 10⁻⁵

Etapa 3 – Somar as contribuições

A adição de todos os pesos moleculares ponderados dá uma massa molar de ar de 28,9656gmol⁻¹. Isso significa que um mol de ar seco (6.022×10²³ moléculas) pesa 28.9656 gramas sob temperatura e pressão padrão (STP) de 60°F e 14.696psi absolutos. Em STP, esse molhe ocupa 22,4L, ou 0,7910ft³.

TL;DR

Mantenha a ventilação adequada para manter o CO₂ interno baixo e os níveis de O₂ saudáveis. Compreender a massa molar do ar ajuda os engenheiros a projetar sistemas HVAC e avaliar a composição atmosférica.

Aviso

Gases e líquidos criogênicos são extremamente frios e podem congelar a pele em segundos após o contato. Manuseie-os com equipamento de proteção adequado.