Uma solução foi preparada misturando 20 g de glicose (C6 H12 O6) e 10 g de ureia (CH4 N2 O) em 300 mL de água a 25^circ C.
Determine a pressão osmótica da solução.

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente precisa encontrar a pressão osmótica de uma solução feita com glicose e ureia dissolvidas em água. Para isso, vamos usar conhecimentos de Química, especificamente sobre soluções e pressão osmótica. Vamos precisar calcular as quantidades de cada soluto na solução e aplicar a fórmula da pressão osmótica.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) de cada soluto. Para isso, precisamos das massas e das massas molares das substâncias envolvidas.
A fórmula para calcular os mols é:
n = massamassa molar

Passo 3

Vamos começar com a glicose (C₆H₁₂O₆). A massa dada é 20 g. A massa molar da glicose é:
6 times 12 (C) + 12 times 1 (H) + 6 times 16 (O) = 180 g/mol
Então, os mols de glicose são:
nglicose = 20 g180 g/mol approx 0,111 mol

Passo 4

Agora, a ureia (CH₄N₂O). A massa dada é 10 g. A massa molar da ureia é:
12 (C) + 4 times 1 (H) + 2 times 14 (N) + 16 (O) = 60 g/mol
Então, os mols de ureia são:
nureia = 10 g60 g/mol approx 0,167 mol

Passo 5

Agora, vamos somar os mols de glicose e ureia para encontrar o total de partículas na solução:
ntotal = nglicose + nureia = 0,111 mol + 0,167 mol = 0,278 mol

Passo 6

Em seguida, precisamos calcular a concentração molar da solução. Sabemos que o volume da solução é 300 mL, que é igual a 0,300 L. A concentração molar (M) é dada por:
M = nV
Então:
M = 0,278 mol0,300 L approx 0,927 mol/L

Passo 7

Agora, vamos aplicar a fórmula da pressão osmótica:
pi = i cdot M cdot R cdot T
Onde:
  • $ i $ é o fator de Van’t Hoff (para glicose e ureia, que não se ionizam, $ i = 1 $)
  • $ M $ é a concentração molar
  • $ R $ é a constante dos gases ($ 0,0821 \ L·atm/mol·K $)
  • $ T $ é a temperatura em Kelvin. Como está a 25°C:
i

Passo 8

Substituindo os valores na fórmula:
pi = 1 times 0,927 mol/L times 0,0821 L·atm/mol·K times 298 K
Vamos calcular passo a passo:
0,927 times 0,0821 = 0,07599
0,07599 times 298 = 22,63 atm

Resposta

A pressão osmótica da solução é aproximadamente 22,63 atm.

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