Uma corrente de água residuária com 200 mg / L de tricloroetileno (TCE) a 20^circ C, valor menor que o limite de solubilidade desse composto na água. Quais são os valores da concentração molar e da fração molar do TCE nessa água, admitindo que a solução em questão seja diluída? A 20^circ C, a massa específica da água líquida é de 998,2 kg / m^3. A massa molar do TCE é de 131,4 g / mol e a massa molar da água é de 18 g / mol. A espécie A representa o TCE e a espécie B representa a água (solvente). A concentração molar de TCE na água CA é determinada a partir da concentração mássica rhoA.
Resp: CA: 1,5221 times 10^-3 kmol / m^3 ; xA: 2,7447 times 10^-5

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um problema envolvendo a concentração de tricloroetileno (TCE) em uma corrente de água residuária. O enunciado nos dá a concentração mássica do TCE, a temperatura, a massa específica da água, e as massas molares do TCE e da água. Nosso objetivo é encontrar a concentração molar e a fração molar do TCE nessa solução diluída. Para isso, vamos usar conceitos de química de soluções, como conversão de unidades e definição de concentração molar e fração molar.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é concentração molar. A concentração molar © é a quantidade de mols de soluto presente em um volume específico de solução. A fórmula para calcular a concentração molar é:
C = nV
onde é o número de mols do soluto e é o volume da solução.

Passo 3

A concentração mássica ( 200 , mg/L = 0,200 , g/L ) do TCE é dada como 200 mg/L. Para encontrar a concentração molar ( CA = 0,200 , g/L131,4 , g/mol = 1,5221 times 10^-3 , mol/L ), precisamos converter essa concentração mássica para molar. Primeiro, convertemos miligramas para gramas:
CA = 1,5221 times 10^-3 , kmol/m^3
Agora, usamos a massa molar do TCE ( ) para encontrar o número de mols por litro:
Como , temos:

Passo 4

Agora, vamos calcular a fração molar ( xA = nAnA + nB ) do TCE na solução. A fração molar é a razão entre o número de mols do soluto e o número total de mols na solução. A fórmula é:
onde é o número de mols de TCE e é o número de mols de água.

Passo 5

Primeiro, precisamos calcular os mols de água na solução. Sabemos que a massa específica da água é 998,2 , kg/m^3 = 998200 , g/m^3 , o que significa que em 1 metro cúbico de água há nB = 998200 , g18 , g/mol = 55455,56 , mol . Convertendo isso para gramas:
nA = 1,5221 times 10^-3 , mol/L times 1000 , L = 1,5221 , mol
Usando a massa molar da água ( ):
Como tínhamos e considerando 1 metro cúbico é 1000 litros:

Passo 6

Agora, aplicamos a fórmula da fração molar:
xA = 1,52211,5221 + 55455,56 approx 1,522155457,0821 approx 2,7447 times 10^-5

Resposta

CA: 1,5221 times 10^-3 , kmol/m^3 ; xA: 2,7447 times 10^-5

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