Calcule a variação na temperatura de ebulição da água quando 10 g de
são adicionados a 100 g de água, considerando um grau de dissociação de
? (Resp.:
)
Passo 1
O que o enunciado pede e os dados fornecidos:
- Pede calcular a variação do ponto de ebulição da água
quando se adicionam de NaCl a de água, com grau de dissociação de . - Dados do enunciado:
- massa do soluto:
. - massa do solvente (água):
. - massa molar do NaCl:
. - grau de dissociação:
.
- massa do soluto:
- Constante ebuliométrica da água (valor padrão que vamos usar):
. - A resposta final que devemos obter é
.
Passo 2
Princípio físico e fórmula que vamos usar (explicação didática):
- A elevação do ponto de ebulição é uma propriedade coligativa: depende apenas do número de partículas dissolvidas por massa de solvente, não da natureza química.
- Para soluções diluídas, a fórmula prática é
onde:
-
é a elevação do ponto de ebulição (em K), -
é o fator de van 't Hoff (número efetivo de partículas geradas por fórmula-unidade do soluto após dissociação), -
é a constante ebuliométrica do solvente (para água, ), -
é a molalidade da solução, definida por
onde
é o número de mols do soluto e
é a massa do solvente em quilogramas.
- Por que usamos molalidade e não molaridade? Porque as propriedades coligativas dependem da quantidade de partículas por massa de solvente, e a molalidade não muda com temperatura (já a molaridade depende do volume, que varia com T).
Passo 3
Cálculo do fator de van 't Hoff
para NaCl com dissociação parcial (explicação passo a passo):
- A reação de dissociação ideal de NaCl é
- Se uma fração
das unidades de NaCl se dissocia, então: - fração não dissociada:
(cada unidade conta como 1 partícula), - fração dissociada:
(cada unidade dissociada gera 2 íons).
- fração não dissociada:
- Número total de partículas por fórmula-unidade dissolvida:
- Substituindo
:
Passo 4
Cálculo do número de mols de NaCl (explicando cada símbolo):
- Fórmula para número de mols:
, onde é a massa do soluto e a massa molar. - Aplicando:
- Calculando o quociente:
Passo 5
Cálculo da molalidade
:
- Lembrando:
, com em kg. - Converter massa da água:
. - Então:
Passo 6
Aplicar a fórmula da elevação ebuliométrica e calcular
(mostrando contas):
- Fórmula:
- Substituindo os valores encontrados:
- Calcular em duas etapas para ficar claro:
- Arredondando com dois algarismos decimais (convenção comum em exercícios):
Passo 7
Observações finais e interpretação (curta e motivadora):
- Interpretando: adicionar
de NaCl a de água, com dissociação parcial de , eleva o ponto de ebulição em aproximadamente . - Pressupostos feitos: solução diluída, valor de
padrão para água, comportamento ideal salvo pelo dado. Esses pressupostos são os mesmos usados em provas e exercícios práticos — ótimo treino para a prova, você mandou bem só de chegar até aqui!