Questão 15. Uma solução de ácido fosfórico
apresenta concentração de
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:
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:
- Usar a densidade para achar a massa de 1 L da solução.
- Molaridade: dividir os moles de soluto pelo volume em litros.
- Molalidade: dividir os moles de soluto pela massa de solvente em kg.
- Porcentagem em massa: (massa do soluto / massa da solução)·100%.
- Fração molar: moles do soluto / (moles do soluto + moles do solvente).
- 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).
- Massa da solução:
2. Massa do soluto (H₃PO₄) em 1 L: 576,1 g (já vem dado).
3. Massa do solvente (água):
Agora, moles de H₃PO₄ e de água:
- Moles de H₃PO₄:
- Moles de H₂O (MM ≈ 18,015 g/mol):
Passo 3
Calcular a porcentagem em massa (% m/m).
Definição teórica:
% m/m = (massa do soluto / massa da solução) × 100%.
Definição teórica:
% m/m = (massa do soluto / massa da solução) × 100%.
Passo 4
Calcular a fração molar do soluto (Xₛₒₗᵤₜₒ).
Definição teórica:
Definição teórica:
Substituindo:
Passo 5
Calcular a molalidade (m).
Definição teórica:
Definição teórica:
Aqui, kg de água = 752,9 g = 0,7529 kg.
Passo 6
Calcular a concentração molar (M).
Definição teórica:
Definição teórica:
Como escolhemos 1 L de solução:
Resposta
- Porcentagem em massa: 43,34 %
- Fração molar de H₃PO₄: 0,1233
- Molalidade: 7,81 m (mol/kg)
- Concentração molar: 5,88 M