Qual o título (fração ponderal) e concentração em g/L de uma solução 0,100 mol / kg de sulfato férrico? Densidade da solução: 1,01 g / mL.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente encontrar duas coisas sobre uma solução de sulfato férrico: a fração ponderal (que é basicamente a porcentagem em massa do soluto na solução) e a concentração em g/L. A gente vai precisar saber sobre molalidade, massa molar, densidade e como relacionar tudo isso. Vamos usar um pouco de matemática e algumas fórmulas químicas para resolver.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é molalidade. A molalidade ( ) é definida como a quantidade de mols de soluto por quilograma de solvente. Aqui, a molalidade é .

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa do soluto (sulfato férrico) na solução. Para isso, precisamos da massa molar do sulfato férrico ( Massa molar do Fe2(SO4)3 = 2 times 55,845 , g/mol (Fe) + 3 times 32,07 , g/mol (S) + 12 times 16,00 , g/mol (O) = 399,88 , g/mol ).
0,100 , mol/kg times 399,88 , g/mol = 39,988 , g
Então, a massa do soluto é:

Passo 4

Em seguida, identificamos a massa do solvente, que geralmente é água. Como a molalidade é por quilograma de solvente:
Massa do solvente = 1 , kg = 1000 , g

Passo 5

Vamos calcular a massa total da solução somando a massa do soluto e a massa do solvente:
Massa total = 1000 , g + 39,988 , g = 1039,988 , g

Passo 6

Agora, vamos encontrar a fração ponderal ( w = ( 39,988 , g1039,988 , g ) times 100 approx 3,846% ), que é a razão entre a massa do soluto e a massa total da solução, multiplicada por 100 para obter a porcentagem:

Passo 7

Por último, vamos calcular a concentração em g/L. Sabemos a densidade da solução ( Volume = 1039,988 , g1,01 , g/mL approx 1030,68 , mL = 1,03068 , L ), então podemos encontrar o volume da solução e então a concentração.
Primeiro, a massa total da solução é Concentração = 39,988 , g1,03068 , L approx 38,8 , g/L , então o volume é:
Agora, a concentração em g/L é:
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Resposta

A fração ponderal da solução de sulfato férrico é de aproximadamente 3,85% e a concentração é de cerca de 38,8 g/L.

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