3- Uma solução de ácido clorídrico contém 36 \% de HCl em massa. a) Calcule a fração em quantidade de matéria de HCl na solução. b) Calcule a molalidade de HCl na solução. pág. 460.

Passo 1

O enunciado fornece uma solução de ácido clorídrico com 36\% em massa de HCl e pede:
a) a fração molar de HCl na solução;
b) a molalidade da solução.
O conteúdo envolvido é composição de soluções, conversão de porcentagem em massa para número de mols e definição de molalidade. Para facilitar, adota-se como base 1000,g de solução.

Passo 2

Em 1000,g de solução, a massa de HCl é
m_{\mathrm{HCl}} = 0{,}36 \times 1000\;\mathrm{g} = 360\;\mathrm{g},
e a massa de água (solvente) é
m_{\mathrm{H_2O}} = 1000\;\mathrm{g} - 360\;\mathrm{g} = 640\;\mathrm{g}.

Passo 3

Calculemos o número de mols de cada componente usando as massas molares \mathrm{M_{HCl}} = 36{,}46\;\mathrm{g/mol} e \mathrm{M_{H_2O}} = 18{,}015\;\mathrm{g/mol}:
n_{\mathrm{HCl}} = \frac{360\;\mathrm{g}}{36{,}46\;\mathrm{g/mol}} \approx 9{,}876\;\mathrm{mol},
n_{\mathrm{H_2O}} = \frac{640\;\mathrm{g}}{18{,}015\;\mathrm{g/mol}} \approx 35{,}53\;\mathrm{mol}.

Passo 4

A fração molar de HCl é
x_{\mathrm{HCl}} = \frac{n_{\mathrm{HCl}}}{n_{\mathrm{HCl}} + n_{\mathrm{H_2O}}} = \frac{9{,}876}{9{,}876 + 35{,}53} \approx 0{,}218.

Passo 5

A molalidade da solução, definida como mols de soluto por quilograma de solvente, é
m = \frac{n_{\mathrm{HCl}}}{m_{\mathrm{H_2O}}/\!1000} = \frac{9{,}876}{0{,}640\;\mathrm{kg}} \approx 15{,}4\;\mathrm{mol/kg}.

Resposta

a) x_{\mathrm{HCl}}\approx 0{,}218
b) m\approx 15{,}4\;\mathrm{mol/kg}

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