Qual a concentração em mol/L de uma solução quando se misturam 2 g de NaCl em 10 g de água? Qual a fraçäo molar do soluta e do solvente nesta solução? (Admitir valume desprezível para a sólida)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para a gente encontrar duas coisas: a concentração em mol/L (que a gente chama de molaridade) de uma solução feita com 2 g de NaCl em 10 g de água, e também a fração molar do soluto (NaCl) e do solvente (água). Para isso, vamos precisar usar conceitos de quantidade de matéria, molaridade e frações molares. Bora lá!

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de NaCl que temos. A quantidade de mols ( n = mM ) é dada pela massa ( nNaCl = 2, g58,44, g/mol approx 0,0342, mol ) dividida pela massa molar ( ):
A massa molar do NaCl é aproximadamente .

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de água ( nH2O = 10, g18,015, g/mol approx 0,555, mol ). A massa molar da água é aproximadamente .

Passo 4

Para achar a molaridade ( C = nsolutoVsolução ) da solução, a gente precisa da quantidade de mols do soluto e do volume da solução em litros. A fórmula da molaridade é:
C = 0,0342, mol0,01, L = 3,42, mol/L çã
A questão disse para a gente considerar o volume da sólida (NaCl) como desprezível, então o volume da solução é basicamente o volume da água. Sabendo que a densidade da água é aproximadamente , 10 g de água correspondem a 10 mL, ou seja, 0,01 L.

Passo 5

Agora, vamos calcular a fração molar do soluto (NaCl) e do solvente (água). A fração molar ( XNaCl = nNaClnNaCl + nH2O ) é a razão entre os mols de cada componente e a soma total de mols na solução. As fórmulas são:
XH2O = nH2OnNaCl + nH2O
XNaCl = 0,03420,0342 + 0,555 approx 0,03420,5892 approx 0,0581 , ou , 5,81%
Vamos calcular:
XH2O = 0,5550,0342 + 0,555 approx 0,5550,5892 approx 0,9419 , ou , 94,19%

Resposta

A concentração da solução é de aproximadamente . A fração molar do NaCl é e a fração molar da água é .

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