Dois compartimentos, e , têm volumes iguais e estão separados por uma membrana de paládio, permeável apenas à passagem de hidrogênio. Inicialmente, o compartimento contém hidrogênio puro (gasoso) na pressão , enquanto que o compartimento contém uma mistura de hidrogênio e nitrogênio, ambos no estado gasoso, com pressão total . Após o equilíbrio termodinâmico entre os dois compartimentos ter sido atingido, é CORRETO afirmar que:


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ITA IIT 21/02/2023, 15:56
A princípio, repare que a membrana é permeável apenas à passagem de hidrogênio, ou seja, o nitrogênio que se encontra no compartimento $2$ é constante, afinal, ele não é capaz de transpor a membrana. Nesse contexto, a questão se restringe à análise do hidrogênio, inicialmente, sabe-se que no compartimento $1$ a pressão do gás hidrogênio é maior que em $2$, ou seja, mais hidrogênios em $1$ atingem a membrana do que em $2$. (Assim, no início, concluímos que a taxa de hidrogênio que passa de $1$ para $2$ é maior que de $2$ para $1$.) Por outro lado, conforme o hidrogênio que sai de $1$ for preenchendo o recipiente $2$, a taxa de $2$ para $1$ aumenta, assim como a de $1$ para $2$ diminui, o que deve ocorrer até um equilíbrio termodinâmico, aquele em que a taxa de $2\rightarrow 1$ é igual a de $1 \rightarrow 2 $. Portanto, no equilíbrio, deve-se ter:\begin{matrix} P_{H_2,puro} = P_{H_2,mist} \end{matrix}\begin{matrix}Letra \ (D) \end{matrix}
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