Calcular a massa molecular média de uma solução contendo 50% de etanol e 50% de água em massa:

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a massa molecular média de uma solução que tem 50% de etanol e 50% de água em massa. Para isso, vamos usar conceitos de química relacionados à massa molecular e às proporções das substâncias na solução. Vamos precisar saber as massas moleculares do etanol e da água e aplicar uma fórmula para encontrar a massa molecular média da mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é massa molecular. A massa molecular de uma substância é a soma das massas atômicas de todos os átomos que formam uma molécula dessa substância. Isso nos ajuda a entender como diferentes moléculas se combinam em uma solução.

Passo 3

Agora, vamos identificar as massas moleculares do etanol e da água. O etanol (C₂H₆O) é composto por 2 átomos de carbono ©, 6 de hidrogênio (H) e 1 de oxigênio (O). A água (H₂O) tem 2 átomos de hidrogênio e 1 de oxigênio.
Calculando:
  • Etanol (C₂H₆O):
    • Carbono ©: 12 g/mol × 2 = 24 g/mol
    • Hidrogênio (H): 1 g/mol × 6 = 6 g/mol
    • Oxigênio (O): 16 g/mol × 1 = 16 g/mol
    • Massa molecular do etanol = 24 + 6 + 16 = 46 g/mol
  • Água (H₂O):
    • Hidrogênio (H): 1 g/mol × 2 = 2 g/mol
    • Oxigênio (O): 16 g/mol × 1 = 16 g/mol
    • Massa molecular da água = 2 + 16 = 18 g/mol

Passo 4

Com as massas moleculares conhecidas, vamos usar a fórmula para calcular a massa molecular média (Mₘᵃᵐᵐᶦᵃ) da solução:
Mmédia = w1 + w2w1M1 + w2M2 é
Onde:
  • Mmédia = 0.5 + 0.50.546 + 0.518 = 10.546 + 0.518 e 0.546 + 0.518 = 0.546 + 0.518 approx 0.01087 + 0.02778 = 0.03865 são as frações em massa do etanol e da água, respectivamente (neste caso, 0.5 cada).
  • Mmédia = 10.03865 approx 25.875 , g/mol e são as massas moleculares do etanol e da água.
Substituindo os valores:
é
Vamos calcular o denominador:
Então:
é

Resposta

A massa molecular média da solução é aproximadamente 25,88 g/mol.

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