A densidade de uma solução 2,50 mol / L de ácido sulfúrico é 1,12 g / mL. Calcule sua concentração molal.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular a concentração molal de uma solução de ácido sulfúrico ( H2SO4). A gente já sabe a molaridade da solução, que é 2,50 , mol/L, e a densidade, que é 1,12 , g/mL. Para resolver isso, vamos precisar entender a diferença entre molaridade e molalidade, além de usar algumas fórmulas básicas de química.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é molaridade e molalidade:
  • Molaridade (M): É a quantidade de mols de soluto por litro de solução. No caso, 2,50 , mol/L significa que há 2,50 mols de H2SO4 em cada litro de solução.
  • Molalidade (m): É a quantidade de mols de soluto por quilograma de solvente. Sabemos que queremos encontrar essa concentração.
Para transformar molaridade em molalidade, precisamos saber a massa do solvente na solução.

Passo 3

Vamos calcular a massa total da solução. Sabemos que a densidade ( rho) é massa por volume:
rho = massa da soluçãovolume da solução çãçã
Temos rho = 1,12 , g/mL e consideramos 1 litro de solução (que é igual a 1000 mL):
massa da solução = rho times volume = 1,12 , g/mL times 1000 , mL = 1120 , g çã

Passo 4

Agora, vamos encontrar a massa do soluto, que é o ácido sulfúrico ( H2SO4). Primeiro, precisamos saber a massa molar do H2SO4:
Massa molar do H2SO4 = 2 times H + 1 times S + 4 times O = 2(1,01) + 32,07 + 4(16,00) = 98,09 , g/mol
Com a molaridade de 2,50 , mol/L, a massa do soluto em 1 litro de solução é:
massa do soluto = 2,50 , mol times 98,09 , g/mol = 245,23 , g

Passo 5

Agora, vamos encontrar a massa do solvente, que é a água na solução. A massa do solvente é a massa total da solução menos a massa do soluto:
massa do solvente = massa da solução - massa do soluto = 1120 , g - 245,23 , g = 874,77 , g çã
Convertendo para quilogramas:
874,77 , g = 0,87477 , kg

Passo 6

Finalmente, podemos calcular a concentração molal usando a fórmula:
m = mols do solutoquilogramas do solvente = 2,50 , mol0,87477 , kg approx 2,86 , mol/kg

Resposta

A concentração molal da solução de ácido sulfúrico é aproximadamente 2,86 , mol/kg.

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