Estime a concentração molar do benzeno (C6 H6) 0,5 %, ou seja, fração mássica de 0,005 , dissolvido em etanol (C2 H5 OH) a 20^circ C. A concentração do etanol é 789 kg / m^3 a 20^circ C. Essa solução (benzeno dissolvido no etanol) pode ser considerada bem diluída (Resposta: 0,051 kgmol / m^3 ). )

Passo 1

Então, a gente tem um exercício de química onde precisamos estimar a concentração molar do benzeno ( C6H6) numa solução com etanol ( C2H5OH). A fração mássica do benzeno é 0,5% (ou 0,005) e a densidade do etanol a 20°C é 789 kg/m³. A gente vai usar conceitos de concentração molar e fração mássica para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é fração mássica. Ela representa a massa de um soluto dividida pela massa total da solução. No caso, temos 0,5% de benzeno na solução de etanol. Ou seja, em 1 kg de solução, temos 0,005 kg de benzeno e 0,995 kg de etanol.

Passo 3

A concentração molar ( C) é dada pelo número de moles do soluto por metro cúbico de solução. Para calcular isso, precisamos saber quantos moles de benzeno temos e o volume da solução.

Passo 4

Vamos calcular os moles de benzeno. A massa de benzeno é 0,005 kg (ou 5 g) por kg de solução. A massa molar do benzeno ( C6H6) é:
MC6H6 = 6 times 12,01 , g/mol + 6 times 1,008 , g/mol = 78,11 , g/mol
Então, os moles de benzeno são:
n = 5 , g78,11 , g/mol approx 0,064 , mol

Passo 5

Agora, vamos determinar o volume da solução. Sabemos que a densidade do etanol é 789 kg/m³, e como a solução é bem diluída, podemos assumir que a densidade da solução é aproximadamente a mesma do etanol.
Então, 1 kg de solução ocupa:
V = 1 , kg789 , kg/m^3 approx 0,001267 , m^3

Passo 6

Finalmente, calculamos a concentração molar:
C = nV = 0,064 , mol0,001267 , m^3 approx 50,5 , mol/m^3
Convertendo para kgmol/m³:
50,5 , mol/m^3 div 1000 approx 0,0505 , kgmol/m^3

Resposta

A concentração molar do benzeno na solução é aproximadamente 0,051 , kgmol/m^3.

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