Qual é a concentração em gramas por litro (g/L) de uma solução contendo 2 5 g de NaCl em 500 mL de solução? Calcule também a molaridade, molalidade e fração molar para o NaCl nesta solução.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de química que envolve calcular diferentes tipos de concentração de uma solução. O enunciado pergunta qual é a concentração em gramas por litro (g/L) de uma solução que tem 25 g de NaCl em 500 mL de solução. Além disso, também precisamos calcular a molaridade, a molalidade e a fração molar do NaCl nessa solução. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de concentração de soluções, como massa, volume, molaridade, molalidade e fração molar.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração em gramas por litro (g/L). Isso basicamente nos diz quantos gramas de soluto (No caso, NaCl) existem em um litro de solução.
Sabemos que temos 25 g de NaCl em 500 mL de solução. Como queremos saber quantos gramas estão em 1 litro (1000 mL), podemos usar uma regra de três simples.

Passo 3

Agora, vamos calcular a molaridade. A molaridade (M) é a quantidade de mols de soluto por litro de solução. Para isso, precisamos saber quantos mols de NaCl temos nos 25 g.
Primeiro, encontramos a massa molar do NaCl:
Massa molar do NaCl = Na + Cl = 23, g/mol + 35.45, g/mol = 58.45, g/mol
Agora, calculamos os mols:
Mols de NaCl = 25, g58.45, g/mol approx 0.427, mol
Como a solução total é de 500 mL, para achar a molaridade em 1 litro, ajustamos:
Molaridade = 0.427, mol0.5, L = 0.854, M

Passo 4

Agora, vamos para a molalidade. A molalidade (m) é a quantidade de mols de soluto por quilograma de solvente. Precisamos saber a massa do solvente, que geralmente é água.
Sabendo que a solução tem 500 mL e assumindo que a densidade da água é aproximadamente 1 g/mL, a massa total da solução é cerca de 500 g. Subtraímos os 25 g de NaCl para encontrar a massa do solvente:
Massa do solvente = 500, g - 25, g = 475, g = 0.475, kg
Agora, usamos os mols de NaCl que calculamos antes:
Molalidade = 0.427, mol0.475, kg approx 0.899, mol/kg

Passo 5

Por fim, vamos calcular a fração molar do NaCl. A fração molar é a proporção dos mols de um componente em relação ao total de mols na solução.
Já sabemos que temos 0.427 mol de NaCl. Vamos calcular os mols de água (H₂O):
Mols de H2O = 475, g18.015, g/mol approx 26.37, mol
Agora, a fração molar do NaCl:
Fração molar do NaCl = 0.4270.427 + 26.37 approx 0.42726.797 approx 0.0159 çã

Resposta

A concentração da solução é de 50 g/L, com uma molaridade de 0.854 M, uma molalidade de 0.899 mol/kg e uma fração molar de 0.0159 para o NaCl.

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