Sabendo-se que o deutério 1H2 (D) é isótopo do hidrogênio 1H1, que o volume de um mol de H2O ou de D2O são praticamente iguais e que a densidade de H2O a uma dada temperatura é igual a 1,00 g.ml–1, é correto afirmar que a densidade do D2O nessa mesma temperatura é, aproximadamente,
a) 1,1 g.ml–1.
b) 2,0 g. ml–1.
c) 1,0 g. ml–1.
d) 3,0 g. ml–1.
e) 1,3 g. ml–1.

Passo 1

Vamos entender o que a questão está nos pedindo. Temos duas substâncias: H₂O (água comum) e D₂O (água pesada), onde D representa o deutério, um isótopo do hidrogênio. Sabemos que o volume de um mol de H₂O é praticamente igual ao de D₂O e que a densidade da água comum (H₂O) a uma certa temperatura é 1,00 g.ml⁻¹. A pergunta quer saber qual é a densidade do D₂O nessa mesma temperatura. Para resolver, vamos precisar entender o que é densidade e como os isótopos podem influenciar essa propriedade.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é densidade. A densidade (ρ) é definida como a massa (m) de uma substância dividida pelo seu volume (V):
rho = mV
Neste caso, como o volume de um mol de H₂O e D₂O é praticamente o mesmo, a diferença na densidade vai depender da massa das moléculas dessas substâncias.

Passo 3

Vamos calcular a massa molar de H₂O e D₂O. A massa molar do hidrogênio (H) é aproximadamente 1,00 g/mol, e a do deutério (D) é cerca de 2,00 g/mol. A massa molar do oxigênio (O) é aproximadamente 16,00 g/mol.
Para H₂O:
Massa molar de H₂O = 2 times 1,00 , g/mol + 16,00 , g/mol = 18,00 , g/mol
Para D₂O:
Massa molar de D₂O = 2 times 2,00 , g/mol + 16,00 , g/mol = 20,00 , g/mol

Passo 4

Sabemos que o volume de um mol de H₂O e D₂O é aproximadamente igual. Vamos chamar esse volume de V. A densidade é massa dividida pelo volume, então:
Para H₂O:
rhoH₂O = 18,00 , gV = 1,00 , gml⁻¹ ¹
Isso nos permite encontrar o valor de V:
V = 18,00 , g1,00 , gml⁻¹ = 18,00 , ml ¹

Passo 5

Agora, calculamos a densidade de D₂O usando a mesma fórmula:
rhoD₂O = 20,00 , g18,00 , ml approx 1,11 , gml⁻¹ ¹

Resposta

A densidade do D₂O nessa mesma temperatura é, aproximadamente, 1,1 g.ml⁻¹.
Alternativa a) 1,1 g.ml⁻¹.

Exercícios relacionados