3ª Questão
Calcule a pressão de vapor de uma solução, a
, quando forem adicionados
de glicose,
, a uma mistura binária composta por 252 g de etanol,
, e
de água, formando uma solução homogênea.
Considere que a solução se comporta idealmente.
Dados:
água
Torr a
.
Torr a
.
glicose
etanol
água
Calcule a pressão de vapor de uma solução, a
Considere que a solução se comporta idealmente.
Dados:
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado pede e os dados fornecidos.
O que o enunciado pede:
- Calcular a pressão de vapor da solução homogênea a
após adicionar de glicose a uma mistura de etanol e água.
Dados fornecidos:
- Massa de etanol:
. - Massa de água:
. - Massa de glicose:
. - Pressão de vapor pura da água a
: . - Pressão de vapor pura do etanol a
: . - Massa molar da glicose:
. - Massa molar do etanol:
. - Massa molar da água:
.
Observação importante sobre o objetivo: a glicose é um soluto não volátil (não contribui diretamente para a pressão de vapor). A pressão de vapor da solução será a soma das pressões parciais dos componentes voláteis (água e etanol), cada uma dada pela Lei de Raoult multiplicada pela fração molar do componente na solução.
Passo 2
Explicar o método e as fórmulas usadas (aulas rápidas e claras).
Lei de Raoult para uma solução ideal com vários componentes voláteis diz que a pressão parcial de cada componente
é
onde:
-
é a pressão parcial do componente na solução (em Torr aqui); -
é a fração molar do componente na solução (número de mols do componente dividido pelo número total de mols de todos os componentes, inclusive soluto não volátil); -
é a pressão de vapor do componente puro na mesma temperatura.
A pressão total da solução é a soma das pressões parciais dos componentes voláteis:
Definição de fração molar: para o componente
,
onde
é o número de mols do componente
e
isto é, inclui também os mols do soluto não volátil (a glicose). É essa inclusão que reduz as frações molares dos solventes e, assim, diminui a pressão de vapor (efeito de abaixamento de pressão de vapor).
Passo 3
Calcular o número de mols de cada substância (mostrando passo a passo).
Número de mols de glicose:
Número de mols de etanol:
Número de mols de água:
Passo 4
Calcular o número total de mols e as frações molares dos componentes voláteis.
Total de mols:
Fração molar da água:
Fração molar do etanol:
(A fração molar da glicose seria
, verifica que
.)
Passo 5
Aplicar a Lei de Raoult para cada componente volátil e calcular as pressões parciais.
Pressão parcial da água:
Pressão parcial do etanol:
Passo 6
Somar as pressões parciais para obter a pressão total da solução.
Arredondando de forma razoável (mantendo dígitos coerentes com os dados), podemos apresentar o resultado com duas casas decimais:
Breve comentário encorajador: olha só, adicionando apenas
de glicose a mais de
mols totais só reduz levemente as frações molares dos solventes; por isso a pressão final ficou em torno de
. Isso mostra como o método de Raoult e o conceito de fração molar funcionam na prática — é só organizar as contas direitinho.