Expresse em molaridade e molalidade a concentração de uma solução de H3 PO4 a 5 % em massa cuja densidade é 1,027 g / mL.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma solução de ácido fosfórico ( H3PO4) que é 5% em massa e tem uma densidade de 1,027 g/mL. O objetivo é encontrar a concentração dessa solução em duas unidades diferentes: molaridade e molalidade.
Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos:
  • Concentração em porcentagem em massa: indica quantos gramas do soluto (neste caso, H3PO4) estão presentes em 100 g de solução.
  • Densidade: relação entre a massa e o volume da solução.
  • Molaridade ( M): número de moles de soluto por litro de solução.
  • Molalidade ( m): número de moles de soluto por quilograma de solvente.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a molaridade da solução. Para isso, precisamos saber quantos moles de H3PO4 estão presentes em um litro ( 1,027 g/mL) da solução.
Sabemos que a densidade da solução é 1 L, então a massa total de Massa total = 1,027 g/mL times 1000 mL = 1027 g de solução é:
5%
Como a solução é H3PO4 em massa de H3PO4, a massa de 1027 g em Massa de H3PO4 = 0,05 times 1027 g = 51,35 g de solução é:
H3PO4
Agora, vamos calcular os moles de H3PO4. A massa molar do Massa , molar , de , H3PO4 = 3 times 1,01 , (H) + 30,97 , (P) + 4 times 16,00 , (O) = 98,00 g/mol é:
H3PO4
Então, os moles de Mo<=s = 51,35 g98,00 g/mol approx 0,524 mol são:
1 L
Como isso está em M = 0,524 mol/L de solução, a molaridade é:

Passo 3

Agora, vamos calcular a molalidade da solução. Para isso, precisamos saber quantos moles de H3PO4 estão presentes por quilograma de solvente (água).
Sabemos que a massa total da solução é 1027 g e a massa de H3PO4 é 51,35 g. Então, a massa do solvente (água) é:
Massa do solvente = 1027 g - 51,35 g = 975,65 g = 0,97565 kg
Já calculamos que temos aproximadamente 0,524 mol de H3PO4. Portanto, a molalidade m = 0,524 mol0,97565 kg approx 0,537 mol/kg é:

Resposta

A concentração da solução de H3PO4 é de aproximadamente 0,524 mol/L em molaridade e 0,537 mol/kg em molalidade.

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