Questão 15. Uma solução de ácido fosfórico ( H3 PO4 ) apresenta concentração de 576,1 g L L^-1 e densidade de 1,329 g mL^-1. Determine a porcentagem em massa, a fração em quantidade de matéria do soluto, a molalidade e a concentração em quantidade de matéria. ( 43,35 % ; X1=0,123 ; 7,808 mol Kg^-1 e 5,879 mol L L^-1 ).

Passo 1

O enunciado dá uma solução de H3PO4 com concentração de 576,1 g,L^-1 e densidade rho=1,329 g,mL^-1. Precisamos calcular: porcentagem em massa, fração molar do soluto, molalidade e concentração molar. Para isso usaremos:
– massa da solução em 1 L a partir da densidade;
– massa percentagem w=msolutomsoluçãotimes100%çã;
– molaridade C=nsolutoVsoluçãoçã;
– molalidade b=nsolutomsolvente;/;kg;
– fração molar Xsoluto=nsolutonsoluto+nsolvente.

Passo 2

Em 1 L de solução a massa total é
msolução=rhotimes V=1,329 gmLtimes1000 mL=1329 g çã
Como o soluto é 576,1 g, a massa do solvente (água) é
msolvente=1329 - 576,1 = 752,9 g

Passo 3

A porcentagem em massa é
w=msolutomsoluçãotimes100% =576,11329times100% approx43,35% çã

Passo 4

O peso molecular do H3PO4 é
M = 3times1,008 + 30,974 + 4times16 = 97,995 g,mol^-1
Logo o número de mols em 1 L é
nsoluto =576,1 g97,995 g,mol^-1 approx5,879 mol
A concentração molar (molaridade) é
C=nsoluto1 L=5,879 mol,L^-1

Passo 5

Para a molalidade precisamos de msolvente em kg:
msolvente=752,9 g=0,7529 kg
Então
b=nsolutomsolvente;/;kg =5,8790,7529 approx7,808 mol,kg^-1

Passo 6

Calculamos também o número de mols de água:
nsolvente =752,9 g18,015 g,mol^-1 approx41,795 mol
A fração molar do soluto é
Xsoluto =nsolutonsoluto+nsolvente =5,8795,879+41,795 approx0,123

Resposta

Porcentagem em massa: 43,35%
Fração molar do soluto: Xsoluto=0,123
Molalidade: 7,808 mol,kg^-1
Concentração molar: 5,879 mol,L^-1

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