No preparo de uma solução são dissolvidos 15 g de uréia (CON2H4) em 450 g de água, numa determinada temperatura. Calcule a pressão de vapor da água na solução, nessa temperatura, considerando que a pressão de vapor da água pura seja igual a 23,54 mmHg.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos uma solução feita dissolvendo 15 gramas de ureia (CON₂H₄) em 450 gramas de água. Queremos calcular a pressão de vapor da água nessa solução, sabendo que a pressão de vapor da água pura é de 23,54 mmHg. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química relacionados às soluções e à pressão de vapor, especificamente a Lei de Raoult.

Passo 2

Vamos começar calculando as quantidades de substâncias envolvidas. Precisamos saber quantos mols de ureia e de água temos na solução. A quantidade em mols é importante porque a Lei de Raoult relaciona a pressão de vapor com a fração molar do solvente.

Passo 3

Primeiro, calculamos os mols de ureia. A fórmula química da ureia é CON₂H₄. Vamos somar as massas atômicas dos elementos:
  • C: 12 g/mol
  • O: 16 g/mol
  • N: 14 g/mol (2 átomos, então 28 g/mol)
  • H: 1 g/mol (4 átomos, então 4 g/mol)
Somando: 12 + 16 + 28 + 4 = 60 g/mol
Agora, os mols de ureia:
Mols de ureia = 15 , g60 , g/mol = 0,25 , mol

Passo 4

Agora, vamos calcular os mols de água. A massa molar da água (H₂O) é:
  • H: 1 g/mol (2 átomos, então 2 g/mol)
  • O: 16 g/mol
Total: 2 + 16 = 18 g/mol
Mols de água:
Mols de água = 450 , g18 , g/mol = 25 , mol á

Passo 5

Com os mols de ureia e água, podemos determinar a fração molar da água na solução. A fração molar é a razão entre os mols de solvente e o total de mols na solução.
Xágua = Mols de águaMols de água + Mols de ureia = 2525 + 0,25 = 2525,25 approx 0,9901 ááá

Passo 6

Agora, aplicamos a Lei de Raoult, que diz que a pressão de vapor da água na solução ( P = Xágua times P^0 ) é igual à fração molar da água ( P = 0,9901 times 23,54 , mmHg á) multiplicada pela pressão de vapor da água pura ( ).
á
Substituindo os valores:

Passo 7

Calculando a pressão de vapor da água na solução:
P approx 0,9901 times 23,54 approx 23,31 , mmHg

Resposta

A pressão de vapor da água na solução é aproximadamente 23,31 mmHg.

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