- Estudantes de química em uma aula experimental prepararam 400 mL de uma solução aquosa de ácido succínico, dissolvendo
de ácido succínico
em 390 mL de água. Considerando a densidade da água como sendo
, calcule:
(a) A molaridade da solução;
(b) As frações molares do soluto e do solvente;
(c) A porcentagem em massa do ácido succínico.
(a) A molaridade da solução;
(b) As frações molares do soluto e do solvente;
(c) A porcentagem em massa do ácido succínico.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver ainda).
Dados fornecidos:
- Massa de ácido succínico (soluto):
. - Fórmula do ácido succínico:
. - Volume de água utilizado (solvente):
. - Volume final da solução preparada:
. - Densidade da água:
.
Perguntas do enunciado:
(a) Calcular a molaridade da solução.
(b) Calcular as frações molares do soluto e do solvente.
(c) Calcular a porcentagem em massa do ácido succínico.
(a) Calcular a molaridade da solução.
(b) Calcular as frações molares do soluto e do solvente.
(c) Calcular a porcentagem em massa do ácido succínico.
Observações que usarei (extraídas dos dados acima):
- Pegarei a massa do solvente a partir do volume de água usando a densidade: a massa da água é
porque . - O volume da solução para a molaridade é
.
Passo 2
Calcular a massa molar (massa molar = massa de 1 mol) do ácido succínico
.
Explicação da ideia: para encontrar moles a partir da massa usa-se a massa molar. A massa molar é a soma das massas atômicas de todos os átomos na fórmula.
Cálculo (usando massas atômicas aproximadas:
,
,
):
Arredondando adequadamente, vou usar
para os cálculos seguintes (mantendo precisão compatível com os dados).
Passo 3
Calcular o número de mols de ácido succínico presentes na amostra.
Fórmula usada e explicação: o número de mols
é dado por
Aqui a massa do soluto é
e a massa molar é
.
Cálculo:
Comentário amigável: isso significa que temos cerca de
mols de ácido succínico — bem pouquinho em mols porque a massa molar é relativamente grande.
Passo 4
Calcular a molaridade da solução (item (a)).
Definição e fórmula: a molaridade
é o número de mols de soluto por litro de solução:
onde
é em mol e
em litros.
Aplicando os valores:
-
(do Passo 3). -
.
Cálculo:
Arredondando para três algarismos significativos (compatível com os dados):
.
Passo 5
Preparar os dados para calcular as frações molares (item (b)): calcular o número de mols do solvente (água).
Explicação: a fração molar exige os mols de cada componente. A massa de água foi obtida no Passo 1:
. A massa molar da água é
.
Cálculo dos mols de água:
Comentário: a água domina em número de mols aqui (cerca de
mols) porque muito mais massa.
Passo 6
Calcular as frações molares do soluto e do solvente (item (b)).
Definição e fórmula: a fração molar de uma espécie
é
onde o denominador é o total de mols na solução.
Aqui:
-
. -
. - Total
(aprox.).
Cálculos:
Verificação rápida:
(diferenças numéricas por arredondamento quase nulas).
Passo 7
Calcular a porcentagem em massa do ácido succínico (item (c)).
Definição e fórmula: a porcentagem em massa (
) do soluto é
A massa da solução é soma das massas do soluto e do solvente:
Cálculo:
Arredondando para três algarismos significativos:
em massa.
Passo 8
Pequeno resumo conceitual para fixar (didática rápida e tom amigo):
- Molaridade é sobre “mols por litro de solução”: útil para titulacões e reações em solução.
- Fração molar é “parte dos mols” para cada componente: útil em propriedades coligativas e termodinâmica.
- Porcentagem em massa olha apenas para massas: prático em preparo de soluções em laboratório.
Você consegue aplicar os mesmos passos para qualquer outro soluto: calcular massa molar, encontrar mols, usar volume total para molaridade, somar massas para porcentagem e calcular mols do solvente para frações molares. Vai dar certo na prova — respira e confia no processo.
Resposta
(a)
(b)
(c)