Qual a molalidade de uma solução quando se misturam 2 g de NaCl em 100 g de água? Qual a fração molar de soluto e de solvente nesta solução?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos encontrar a molalidade de uma solução feita ao misturar 2 g de NaCl com 100 g de água. Além disso, queremos descobrir a fração molar do soluto (NaCl) e do solvente (água). Para resolver isso, vamos precisar das fórmulas para calcular molalidade e fração molar, além de saber como converter massas em moles usando a massa molar das substâncias.

Passo 2

Vamos começar calculando a molalidade. A molalidade (m) é definida como o número de moles de soluto por quilograma de solvente. A fórmula é:
m = mo<=s de solutoquilogramas de solvente
Primeiro, precisamos calcular os moles de NaCl. Para isso, usamos a massa fornecida e a massa molar do NaCl.

Passo 3

A massa molar do NaCl é a soma das massas molares do sódio (Na) e do cloro (Cl).
Massa molar do NaCl = 22,99 , g/mol (Na) + 35,45 , g/mol (Cl) = 58,44 , g/mol
Agora, calculamos os moles de NaCl:
Mo<=s de NaCl = 2 , g58,44 , g/mol approx 0,0342 , mol

Passo 4

Em seguida, precisamos converter a massa de água de gramas para quilogramas, já que a molalidade usa quilogramas de solvente.
100 , g = 0,1 , kg

Passo 5

Agora podemos calcular a molalidade usando a fórmula mencionada:
m = 0,0342 , mol0,1 , kg = 0,342 , mol/kg

Passo 6

Agora, vamos calcular a fração molar do soluto e do solvente. A fração molar (X) é a razão entre o número de moles de uma substância e o número total de moles na solução. As fórmulas são:
Xsoluto = mo<=s de solutomo<=s de soluto + mo<=s de solvente
Xsolvente = mo<=s de solventemo<=s de soluto + mo<=s de solvente
Primeiro, precisamos calcular os moles de água.

Passo 7

A massa molar da água (H₂O) é:
Massa molar da H2O = 2 times 1,01 , g/mol (H) + 16,00 , g/mol (O) = 18,02 , g/mol
Calculamos os moles de água:
Mo<=s de água = 100 , g18,02 , g/mol approx 5,55 , mol á

Passo 8

Agora, calculamos as frações molares:
Xsoluto = 0,0342 , mol0,0342 , mol + 5,55 , mol approx 0,03425,5842 approx 0,0061
Xsolvente = 5,55 , mol0,0342 , mol + 5,55 , mol approx 5,555,5842 approx 0,9939

Resposta

A molalidade da solução é de aproximadamente 0,342 mol/kg. A fração molar do soluto (NaCl) é 0,0061 e a fração molar do solvente (água) é 0,9939.

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