Qual é a concentração em gramas por litro (g/L) de uma solução contendo
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:
Agora, calculamos os mols:
Como a solução total é de 500 mL, para achar a molaridade em 1 litro, ajustamos:
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:
Agora, usamos os mols de NaCl que calculamos antes:
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):
Agora, a fração molar do NaCl:
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.