Exercícios Resolvidos de Estequiometria de soluções

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Enunciado

A densidade do tolueno ( C 7 H 8 ) é 0,867 g/mL e a densidade do tiofeno ( C 4 H 4 S ) é 1,065 g/mL. Uma solução é preparada ao se dissolver 10g de tiofeno em 250 mL de tolueno.

a) Calcule a fração em quantidade de matéria do tiofeno na solução.

b) Calcule a molalidade do tiofeno na solução.

c) Supondo que os volumes de soluto e solvente sejam aditivos, qual a concentração em quantidade de matéria do tiofeno na solução?

Passo 1

a) A fração molar de uma substância é calculada por

x t i o f e n o = n t i o f e n o n t o t a l

O n t i o f e n o calculamos a partir da massa molar dele!

Como adicionamos 10g, é o mesmo que dizer que adicionamos:

10 g 84 g / m o l = 0,12   m o l   d e   t i o f e n o

Já para calcular o número de mol de tolueno, precisaremos da densidade!

0,867   g   d e   t o l u e n o - 1   m L   d e   s o l u ç ã o

x   g   d e   t o l u e n o - 250   m L   d e   s o l u ç ã o

x = 216,75   g   d e   t o l u e n o

Como a massa molar do tolueno é 92g/mol:

216,75 g 92 g / m o l = 2,35   m o l

Assim, a fração molar do tiofeno será:

x t i o f e n o = 0,12 m o l 0,12 + 2,35   m o l = 0,048

Passo 2

b) A gente sabe que temos 0,12 mol de tiofeno para 216,75 g de tolueno (o equivalente a 250 mL de solução), né? (Calculamos tudo isso em (a))

Como a molalidade é a medida de mol de soluto/kg de solvente, basta fazer uma regra de 3!

0,12   m o l   t i o f e n o - 216,75   g   d e   t o l u e n o

x   m o l   d e   t i o f e n o - 1000 g   d e   t o l u e n o

x = 0,55   m o l

Assim, a molalidade é 0,55 mol de tiofeno/kg de tolueno.

Passo 3

c) Quando adicionamos 10g de tiofeno, adicionamos, na verdade:

10 g   d e   t i o f e n o × 1 m l 1,065 g ⏟ d e n s i d a d e = 9,39 m L   d e   t i o f e n o

Assim, o volume final da solução é:

v f i n a l = 9,39 + 250 = 259,39   m L   d e   s o l u ç ã o

Como 10 g de tiofeno equivalem a 0,12 mol, sua concentração em mol/L será:

t i o f e n o = 0,12 m o l 0,2594 L = 0,46   m o l / L

Resposta

a) 0,048

b) 0,55 molal

c) 0,46 molar

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