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:
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).
Agora, calculamos os moles de NaCl:
Passo 4
Em seguida, precisamos converter a massa de água de gramas para quilogramas, já que a molalidade usa quilogramas de solvente.
Passo 5
Agora podemos calcular a molalidade usando a fórmula mencionada:
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:
Primeiro, precisamos calcular os moles de água.
Passo 7
A massa molar da água (H₂O) é:
Calculamos os moles de água:
Passo 8
Agora, calculamos as frações molares:
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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