Questão 15. Uma solução de ácido fosfórico 576,1 g L ^-1 e apresenta concentração de 1,329 g mL^-1 densidade de . Determine a porcentagem em massa, a fração em quantidade de matéria do soluto, a molalidade e a concentração em quantidade de matéria.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que a questão pede e o que a gente vai usar.
Enunciado resumido: temos uma solução de ácido fosfórico (H₃PO₄) com concentração de 576,1 g L⁻¹ e densidade de 1,329 g mL⁻¹.
Conteúdo da matéria:
  • Porcentagem em massa (% m/m)
  • Fração molar (X)
  • Molalidade (m)
  • Concentração molar (M)
O que precisamos pra resolver:
  1. Usar a densidade para achar a massa de 1 L da solução.
  2. Molaridade: dividir os moles de soluto pelo volume em litros.
  3. Molalidade: dividir os moles de soluto pela massa de solvente em kg.
  4. Porcentagem em massa: (massa do soluto / massa da solução)·100%.
  5. Fração molar: moles do soluto / (moles do soluto + moles do solvente).
  6. Molar mass do H₃PO₄: 98,00 g mol⁻¹.

Passo 2

Vamos adotar 1 L de solução como base (já que a concentração foi dada em g/L).
  1. Massa da solução: msolução = d times V = 1,329;g/mL;times 1000;mL = 1329;gçã
    2. Massa do soluto (H₃PO₄) em 1 L: 576,1 g (já vem dado).
    3. Massa do solvente (água):
    mágua = msolução - mH3PO4 = 1329 - 576,1 = 752,9;gáçã
Agora, moles de H₃PO₄ e de água:
  • Moles de H₃PO₄: nH3PO4 = 576,1;g98,00;g/mol approx 5,8776;mol
    - Moles de H₂O (MM ≈ 18,015 g/mol):
    nH2O = 752,9;g18,015;g/mol approx 41,80;mol

Passo 3

Calcular a porcentagem em massa (% m/m).
Definição teórica:
% m/m = (massa do soluto / massa da solução) × 100%.
%;m/m = 576,11329times 100% approx 43,34%

Passo 4

Calcular a fração molar do soluto (Xₛₒₗᵤₜₒ).
Definição teórica:
XH3PO4 = nH3PO4nH3PO4 + nH2O
Substituindo:
XH3PO4 = 5,87765,8776 + 41,80 approx 0,1233

Passo 5

Calcular a molalidade (m).
Definição teórica:
m = nsolutokg de solvente
Aqui, kg de água = 752,9 g = 0,7529 kg.
m = 5,8776;mol0,7529;kg approx 7,81;mol/kg

Passo 6

Calcular a concentração molar (M).
Definição teórica:
M = nsolutoVsolução (L)çã
Como escolhemos 1 L de solução:
M = 5,8776;mol1;L = 5,88;mol/L

Resposta

  • Porcentagem em massa: 43,34 %
  • Fração molar de H₃PO₄: 0,1233
  • Molalidade: 7,81 m (mol/kg)
  • Concentração molar: 5,88 M

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