Os volumes molares parciais da água e do etanol a
são respectivamente, 17 e
, numa solução de ambos os componentes em que
. Calcule o volume total de uma solução obtida por mistura de dois móis de água com suficiente etanol para dar
.
R.:
.
R.:
Passo 1
Vamos resolver um exercício de química envolvendo volumes molares parciais. A gente tem uma solução com água e etanol a 20°C, onde a fração molar de etanol é 0,4. Precisamos calcular o volume total da solução quando misturamos dois moles de água com a quantidade certa de etanol para manter essa fração molar. Para isso, vamos usar o conceito de volumes molares parciais, que nos ajuda a determinar como o volume total da solução é afetado pela presença de cada componente.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa fração molar. A fração molar de etanol (x_Et) é a proporção de moles de etanol em relação ao total de moles na solução. Aqui, x_Et = 0,4 significa que 40% das partículas na solução são etanol.
Passo 3
Sabemos que temos 2 moles de água (H₂O). Como a fração molar de etanol é 0,4, podemos calcular os moles de etanol (n_Et) necessários. A fração molar de água será 1 - 0,4 = 0,6. Assim, a relação é:
Passo 4
Substituindo n_{H₂O} por 2 moles:
Resolvendo para n_{Et}:
Passo 5
Agora que temos os moles de cada componente, vamos usar os volumes molares parciais para encontrar o volume total. O volume total (V) é a soma dos volumes parciais de cada componente multiplicados pelos seus respectivos moles:
Onde:
Passo 6
Substituindo os valores:
Resposta
O volume total da solução é
.
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