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.
Explique como a contribuição individual de cada soluto afeta a pressão osmótica total.
Dados: R=0,082 L cdot atm /(mol cdot K) ; T=298 K; massa molar da glicose =180 g / mol; massa molar da ureia =60 g / mol.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de pressão osmótica, que é um conceito da química que descreve a pressão necessária para parar a movimentação de água através de uma membrana semipermeável quando temos solutos dissolvidos. Aqui, temos glicose e ureia dissolvidas em água, e queremos entender como cada uma delas contribui para a pressão osmótica total da solução. Para isso, vamos precisar usar as massas dos solutos, suas massas molares, o volume da solução, a constante dos gases ideais ® e a temperatura (T).

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular quantos mols de cada soluto temos. Para isso, usamos a fórmula:
Mols = Massa (g)Massa Molar (g/mol)
Para a glicose:
Mols de glicose = 20 , g180 , g/mol approx 0,111 , mol
Para a ureia:
Mols de ureia = 10 , g60 , g/mol approx 0,167 , mol

Passo 3

Agora, vamos encontrar a concentração molar (M) de cada soluto na solução. A concentração molar é dada por:
M = MolsVolume da solução (L) çã
O volume da solução é de 300 mL, que é igual a 0,3 L.
Para a glicose:
Mglicose = 0,111 , mol0,3 , L approx 0,37 , mol/L
Para a ureia:
Mureia = 0,167 , mol0,3 , L approx 0,56 , mol/L

Passo 4

A pressão osmótica ( pi) pode ser calculada usando a equação de van’t Hoff:
pi = i cdot M cdot R cdot T
Onde:
  • i é o fator de van’t Hoff (número de partículas que o soluto se dissocia na solução; para glicose e ureia, que não se dissociam, i = 1)
  • M é a concentração molar
  • R é a constante dos gases ( 0,082 , L·atm/(mol·K))
  • T é a temperatura em Kelvin ( 25^circ C = 298 , K)
Vamos calcular a pressão osmótica para cada soluto.
Para a glicose:
piglicose = 1 cdot 0,37 , mol/L cdot 0,082 , L·atm/(mol·K) cdot 298 , K approx 9,04 , atm
Para a ureia:
piureia = 1 cdot 0,56 , mol/L cdot 0,082 , L·atm/(mol·K) cdot 298 , K approx 13,65 , atm

Passo 5

Como a pressão osmótica é aditiva para solutos que não se dissociam, basta somar as pressões osmóticas individuais para obter a pressão osmótica total da solução.
pitotal = piglicose + piureia = 9,04 , atm + 13,65 , atm approx 22,69 , atm

Resposta

A pressão osmótica total da solução é aproximadamente 22,69 atm, sendo 9,04 atm devido à glicose e 13,65 atm devida à ureia.

Exercícios relacionados