Uma corrente de água residuária com
de tricloroetileno (TCE) a
, 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
, a massa específica da água líquida é de
. A massa molar do TCE é de
e a massa molar da água é de
. A espécie A representa o TCE e a espécie B representa a água (solvente). A concentração molar de TCE na água
é determinada a partir da concentração mássica
.
Resp: CA:
Resp: CA:
Passo 1
Vamos resumir o que a questão está pedindo. Temos uma corrente de água residuária com 200 mg/L de tricloroetileno (TCE) a 20°C. Precisamos encontrar a concentração molar (
) e a fração molar (
) do TCE nessa água, assumindo que a solução é diluída.
Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de concentração mássica, conversão para concentração molar e cálculo da fração molar. As fórmulas que usaremos estarão em LaTeX para facilitar a compreensão.
Passo 2
Primeiro, vamos converter a concentração mássica do TCE de mg/L para kg/m³, pois a densidade da água está em kg/m³.
Sabemos que:
Como 1 kg = 1000 g e 1 m³ = 1000 L, temos:
Passo 3
Agora, vamos calcular a concentração molar (
) do TCE. A concentração molar é o número de mols de soluto por unidade de volume de solução.
A fórmula para a concentração molar é:
Onde:
-
é a concentração mássica do TCE em kg/m³ -
é a massa molar do TCE em kg/mol
Primeiro, convertamos a massa molar do TCE para kg/mol:
Agora, substituímos na fórmula:
Passo 4
Em seguida, vamos calcular a fração molar (
) do TCE na água. A fração molar é a razão entre o número de mols do soluto e o número total de mols na solução.
A fórmula para a fração molar é:
Onde:
-
é o número de mols do TCE -
é o número de mols da água
Primeiro, precisamos calcular
e
. Sabemos que:
Como a solução é diluída e estamos falando por metro cúbico, podemos simplificar.
Sabendo que:
Então:
Agora, substituindo
: