Questão 5. Ao dissolver 10,0 \mathrm{~g} de açúcar de cana, sacarose \mathrm{C}_{12} \mathrm{H}_{22} \mathrm{O}_{11}(\mathrm{~s}), em água até completar 200 mL formará uma solução. Qual é a molaridade da sacarose na solução? Essa solução é iônica ou molecular?

Passo 1

O enunciado dá e pede o seguinte (lista clara):
  • Dado: massa de sacarose dissolvida m=10{,}0\\ \text{g}.
  • Dado: volume final da solução 200\\ \text{mL}.
  • Dado: fórmula da sacarose \mathrm{C}_{12}\mathrm{H}_{22}\mathrm{O}_{11}.
  • Pergunta 1: qual é a molaridade da sacarose na solução?
  • Pergunta 2: a solução é iônica ou molecular?

Passo 2

Definição e fórmula que vou usar para molaridade (aulas rápidas):
  • Molaridade (concentração molar) é a quantidade de mols de soluto por litro de solução. A fórmula é
M=\frac{n}{V},
onde M é a molaridade em \text{mol L}^{-1}, n é o número de mols do soluto e V é o volume da solução em litros.
  • Para obter n (mols) a partir da massa usamos
n=\frac{m}{M_{\mathrm{m}}},
onde m é a massa em gramas e M_{\mathrm{m}} é a massa molar (molar mass) do soluto em \text{g mol}^{-1}.
Vou portanto calcular a massa molar da sacarose, depois n, converter o volume para litros e aplicar M=n/V.

Passo 3

Cálculo da massa molar da sacarose (passo a passo, mostrando cada termo):
  • Usarei massas atômicas aproximadas: carbono 12{,}01\\ \text{g mol}^{-1}, hidrogênio 1{,}008\\ \text{g mol}^{-1}, oxigênio 16{,}00\\ \text{g mol}^{-1}.
  • A sacarose tem 12 carbonos, 22 hidrogênios e 11 oxigênios, então
M_{\mathrm{m}}=12\cdot 12{,}01 + 22\cdot 1{,}008 + 11\cdot 16{,}00.
Faço as contas em partes:
12\cdot 12{,}01 = 144{,}12,
22\cdot 1{,}008 = 22{,}176,
11\cdot 16{,}00 = 176{,}00.
Somando:
M_{\mathrm{m}}=144{,}12+22{,}176+176{,}00=342{,}296\\ \text{g mol}^{-1}.
Arredondando de forma conveniente uso M_{\mathrm{m}}=342{,}30\\ \text{g mol}^{-1} (valor usualmente citado para sacarose).

Passo 4

Calcular o número de mols n usando n=m/M_{\mathrm{m}}:
n=\frac{m}{M_{\mathrm{m}}}=\frac{10{,}0}{342{,}30}.
Faço a divisão:
n\approx 0{,}02922\\ \text{mol}.
Explicação rápida: dividir massa (g) por massa por mol (g mol^{-1}) cancela os gramas e deixa mols, que é o que queremos.

Passo 5

Converter o volume dado para litros (pois molaridade exige litros):
V=200\\ \text{mL}=0{,}200\\ \text{L}.
Explicação: 1\\ \text{L}=1000\\ \text{mL}, então dividir por 1000.

Passo 6

Calcular a molaridade M=n/V:
M=\frac{0{,}02922}{0{,}200}=0{,}1461\\ \text{mol L}^{-1}.
Arredondando coerentemente com os dados (massa dada com três algarismos significativos 10{,}0), fica
M\approx 0{,}146\\ \text{mol L}^{-1}.
Dica prática para prova: sempre confira unidades (g, g mol^{-1}, mL → L) e preserve algarismos significativos compatíveis com os dados.

Passo 7

Explicação didática sobre se a solução é iônica ou molecular:
  • Substâncias iônicas (ex.: NaCl) são formadas por íons (um metal + um não-metal) e, ao dissolverem em água, se dissociam em íons que conduzem corrente elétrica. Chamamos essas soluções de eletrolíticas.
  • Substâncias moleculares (covalenes), tipicamente compostos formados só por não-metais (como C, H, O), dissolvem-se como moléculas inteiras em água e não se dissociam em íons; essas soluções não conduzem bem a eletricidade (não são eletrolíticas).
  • Observando a fórmula da sacarose \mathrm{C}_{12}\mathrm{H}_{22}\mathrm{O}_{11}: contém apenas não-metais (C, H, O) e é um açúcar orgânico covalente. Portanto a sacarose se dissolve como moléculas inteiras (não se ioniza).
    Conclusão: a solução é molecular (não iônica), ou seja, não é uma solução de íons.

Resposta

0,146\\ \text{mol L}^{-1}
Solução molecular (a sacarose é um soluto molecular, não iônico)

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