Em um laboratório foram preparadas três soluções A, B e C. Cada solução foi preparada com 500 g de água e as seguintes massas dos reagentes:
- no recipiente A foram dissolvidos 72 g de glicose (MM=180
);
- no recipiente B foram dissolvidos
de sacarose (MM=342 g/mol) e 11,7 g de NaCl (MM=58,5 g/mol);
- e no recipiente C foram dissolvidos
de NaCl .
Qual das soluções terá a maior temperatura de ebulição? Justifique sua resposta.
Qual das soluções terá a maior temperatura de ebulição? Justifique sua resposta.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre alterações na temperatura de ebulição de soluções. A questão fala sobre três soluções diferentes (A, B e C) preparadas com 500 g de água cada, mas com diferentes substâncias dissolvidas. O conteúdo que vamos usar aqui é a elevação do ponto de ebulição, que depende da quantidade de partículas dissolvidas na água. Para resolver, vamos precisar calcular quantas partículas cada solução libera quando dissolvida, usando a fórmula da elevação do ponto de ebulição.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a elevação do ponto de ebulição (
) é dada pela fórmula:
Onde:
-
é o fator de van’t Hoff, que indica quantas partículas uma substância se divide em solução. -
é a constante de elevação do ponto de ebulição da água. -
é a molalidade da solução, ou seja, quantos moles de soluto por quilograma de solvente.
Passo 3
Vamos calcular a molalidade (
) de cada solução. A molalidade é calculada pela fórmula:
Como cada solução tem 500 g de água, que são 0,5 kg.
Passo 4
Vamos agora calcular os moles de cada soluto em cada solução.
Solução A: Glicose
- Massa de glicose: 72 g
- Massa molar da glicose (MM) = 180 g/mol
- Moles de glicose:
mol
Solução B: Sacarose e NaCl
-
Massa de sacarose: 68,4 g
-
MM da sacarose = 342 g/mol
-
Moles de sacarose:
mol -
Massa de NaCl: 11,7 g
-
MM do NaCl = 58,5 g/mol
-
Moles de NaCl:
mol
Solução C: NaCl
- Massa de NaCl: 23,4 g
- MM do NaCl = 58,5 g/mol
- Moles de NaCl:
mol
Passo 5
Agora, vamos considerar o fator de van’t Hoff (
) para cada soluto.
- Glicose e Sacarose são compostos que não ionizam em água, então
. - NaCl é um eletrólito forte que se dissocia completamente em íons Na⁺ e Cl⁻, então
.
Passo 6
Vamos calcular a molalidade (
) de cada solução.
Solução A:
Solução B:
- Para a sacarose:
- Para o NaCl:
- Molalidade total:
Solução C:
Passo 7
Agora, vamos calcular a elevação do ponto de ebulição para cada solução usando a fórmula
. Para a água,
é aproximadamente 0,512 °C·kg/mol.
Solução A:
Solução B:
Solução C:
Resposta
A solução C terá a maior temperatura de ebulição, com um aumento de aproximadamente 0,82 °C. Isso acontece porque nela há mais partículas dissolvidas (resultante do NaCl que se dissocia em íons), aumentando assim a elevação do ponto de ebulição.