Uma quantidade de
de um soluto não volátil de massa molar 1500
é jogada em 800 mL de
a
e pressão de 1 bar. Considerando a entalpia de vaporização
; e de fusão
, e a densidade da água igual a
, calcule:
Calcule a temperatura de congelamento da mistura, considerando que água pura entra em ebulição a
nesta pressão;
Calcule a temperatura de congelamento da mistura, considerando que água pura entra em ebulição a
Passo 1
Beleza, o que o exercício pede?
Você jogou 0,2 g de um soluto não volátil (MM = 1500 g/mol) em 800 mL de água a 25 °C e 1 bar. Queremos achar a temperatura de congelamento dessa solução.
Conteúdo: Propriedades coligativas (queda crioscópica).
O que vamos usar:
Você jogou 0,2 g de um soluto não volátil (MM = 1500 g/mol) em 800 mL de água a 25 °C e 1 bar. Queremos achar a temperatura de congelamento dessa solução.
Conteúdo: Propriedades coligativas (queda crioscópica).
O que vamos usar:
- Moles de soluto e molalidade (moles de soluto por kg de solvente)
- A relação termodinâmica (Clapeyron) que dá a constante crioscópica
em função da entalpia de fusão. - Equação
para achar a queda no ponto de congelamento.
Passo 2
Primeiro, quantos mols de soluto temos?
Massa do soluto = 0,2 g
MM do soluto = 1500 g/mol
Massa do soluto = 0,2 g
MM do soluto = 1500 g/mol
Agora a molalidade
: mols de soluto por kg de solvente.
Massa de água = 800 mL × 1 g/mL = 800 g = 0,800 kg
Massa de água = 800 mL × 1 g/mL = 800 g = 0,800 kg
Passo 3
Pra achar
(constante crioscópica da água) a gente usa a expressão que vem da equação de Clapeyron aplicada na fusão:
onde
-
-
(ponto de fusão normal da água) -
-
Vamos calcular:
(Esse valor bate com o
tabulado para a água.)
Passo 4
Agora aplicamos a fórmula da queda crioscópica:
Isso significa que o ponto de congelamento cai cerca de
°C.
Resposta
A temperatura de congelamento da mistura é, aproximadamente,