Em uma prática de laboratório um estudante misturou 25,0 g de etanol (CH3 CH2 OH) em 150 mL de H2 O. Qual a fração molar do soluto e do solvente? Qual a molaridade da solução? (R. x(C H 3 C H 2 O H)=0,06 ; x(H 20)=0,94 ; M=3,5 molL^-1.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a fração molar do etanol (que é o soluto) e da água (que é o solvente) na solução. Além disso, vamos descobrir a molaridade dessa solução. Para isso, vamos precisar saber:
  • A massa de etanol e de água que foram misturadas.
  • As massas molares do etanol e da água.
  • Como calcular moles a partir da massa.
  • As fórmulas para fração molar e molaridade.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos moles de etanol temos. Para isso, usamos a fórmula:
n = mM
onde:
  • Metanol = (2 times 12) + (6 times 1) + 16 = 46 , g/mol é o número de moles,
  • netanol = 25,0 , g46 , g/mol approx 0,543 , mol é a massa,
  • é a massa molar.
A massa de etanol dada é 25,0 g. A massa molar do etanol ( ) é:
Então,

Passo 3

Agora, vamos calcular os moles de água. A massa de água é 150 mL, e sabemos que a densidade da água é aproximadamente Mágua = (2 times 1) + 16 = 18 , g/mol , então a massa de água é 150 g. A massa molar da água ( nágua = 150 , g18 , g/mol approx 8,333 , mol ) é:
á
Então,
á

Passo 4

Vamos calcular agora a fração molar de cada componente. A fração molar ( x = ncomponentensoluto + nsolvente ) de um componente é dada por:
xetanol = 0,5430,543 + 8,333 approx 0,5438,876 approx 0,061
Primeiro, a fração molar do etanol:
xágua = 1 - xetanol approx 1 - 0,061 = 0,939
E a fração molar da água:
á

Passo 5

Por fim, vamos calcular a molaridade da solução. A molaridade ( 150 , mL = 0,150 , L ) é o número de moles de soluto por litro de solução. Primeiro, precisamos converter o volume da solução para litros:
M = netanolVolume (L) = 0,543 , mol0,150 , L approx 3,62 , mol/L
Então,
Arredondando, temos aproximadamente .

Resposta

A fração molar do etanol é e a fração molar da água é . A molaridade da solução é .

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