Um laboratório realizou um experimento dissolvendo 12 g de um composto molecular X (massa molar desconhecida) em 100 g de água. Observou-se que a solução apresentou uma temperatura de ebulição de
, considerando que a constante ebuliométrica da água é
.
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um laboratório que dissolveu 12 gramas de um composto desconhecido, chamado de X, em 100 gramas de água. Ao fazer isso, a água passou a ferver a uma temperatura de 101,04°C. Sabemos que a constante ebuliométrica da água é 0,52°C·kg/mol.
Conteúdo da matéria: Esse exercício envolve conceitos de elevação do ponto de ebulição e molalidade em química física.
O que vamos precisar:
- Fórmula da elevação do ponto de ebulição: ΔTb = Kb * m
- Entender o que é molalidade (m)
- Calcular a massa molar do composto X
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a elevação do ponto de ebulição (ΔTb) da água causada pelo sal dissolvido. Sabemos que a água pura ferve a 100°C, e a solução ferve a 101,04°C. Então:
Explicação: A diferença entre a temperatura de ebulição da solução e a água pura nos dá a elevação do ponto de ebulição.
Passo 3
Agora, vamos usar a fórmula da elevação do ponto de ebulição para encontrar a molalidade (m) da solução:
Sabemos que ΔTb = 1,04°C e Kb = 0,52°C·kg/mol. Substituindo na fórmula:
Para encontrar m:
Explicação: A molalidade representa quantas mols de soluto existem por quilograma de solvente.
Passo 4
Com a molalidade (m) conhecida, podemos calcular o número de mols (n) do composto X usando a massa de solvente. A fórmula para molalidade é:
Sabemos que m = 2 mol/kg e a massa do solvente (água) é 100 g = 0,1 kg. Então:
Resolvendo para n:
Explicação: Isso nos dá a quantidade de mols do composto X dissolvido na água.
Passo 5
Agora, vamos encontrar a massa molar (M) do composto X. A massa molar é a massa de um mol da substância e é dada por:
Sabemos que a massa do soluto é 12 g e n = 0,2 mol. Então:
Explicação: A massa molar nos diz quantos gramas de uma substância correspondem a um mol dela.
Resposta
A massa molar do composto X é 60 g/mol.