Uma solução aquosa contém 3,00 % (em massa) de fenilalanina (C9 H11 NO2). Considere a fenilalanina um soluto não-volátil e não-eletrólito. Encontre para a solução: (a) o ponto de congelamento; (b) o ponto de ebulição; (c) a pressão osmótica. Considere a densidade da solução 1 g / mL, temperatura 25^circ C e R =0,0821 atm L / mol K. Resp: (a) -0,348^circ C; (b) 100,096^circ C; (c) 4,45 atm

Passo 1

O enunciado dá uma solução aquosa contendo 3,00% em massa de fenilalanina l(C9H11NO2r), considerada soluto não-volátil e não-eletrólito. A densidade da solução é 1,00,g/mL e a temperatura ambiente é 25,^circC.
Conteúdo: propriedades coligativas (abaixamento crioscópico, elevação ebuliométrica e pressão osmótica).
Fórmulas que vamos usar:
De<a Tf = Kf,m, De<a Tb = Kb,m, Pi = M,R,T
onde m é a molalidade, M a molaridade, Kf=1,86,^circCcdot kg/mol, Kb=0,512,^circCcdot kg/mol, R=0,0821,at mcdot L/mo lcdot K e T em kelvin.

Passo 2

Primeiro, escolhemos 100,g de solução.
Massa de soluto: 3,00,g de fenilalanina.
Massa de solvente (água): 100 - 3 = 97,g =0,097,kg.
Massa molar da fenilalanina:
M = 9times12,01 + 11times1,008 + 14,01 + 2times16,00 = 165,20 g/mol
Moles de soluto:
n = 3,00165,20 = 0,01816 mol
Molalidade da solução:
m = nkg de solvente = 0,018160,097 = 0,1873 mol/kg

Passo 3

Abaixamento crioscópico:
De<a Tf = Kf,m = 1,86 times 0,1873 = 0,348,^circC
Ponto de congelamento da solução:
Tf = 0,00 - 0,348 = -0,348,^circC

Passo 4

Elevação ebuliométrica:
De<a Tb = Kb,m = 0,512 times 0,1873 = 0,0959,^circC
Ponto de ebulição da solução:
Tb = 100,00 + 0,0959 = 100,096,^circC

Passo 5

Para a pressão osmótica, precisamos da molaridade. Em 1,L de solução (massa 1000,g) há 3% de fenilalanina, ou seja 30,g de soluto.
Moles em 30,g:
n = 30165,20 = 0,1816 mol
Logo,
M = 0,1816 mol/L
Temperatura em kelvin:
T = 25 + 273,15 = 298,15 K
Pressão osmótica:
Pi = M,R,T = 0,1816 times 0,0821 times 298,15 = 4,45 atm

Resposta

(a) -0,348,^circC
(b) 100,096,^circC
(c) 4,45,atm

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