Uma solução contém 1 mol de etanol ( 46 g ) em 1000 g de água a
. A densidade do álcool é
e a da solução
. Calcule a composição da solução expressa em
molaridade
molaridade
Passo 1
O que o enunciado nos dá e o que pede.
- Dados que peguei do enunciado:
- massa de etanol:
(corresponde a mol, dado pelo enunciado). - massa de água:
. - densidade do etanol:
. - densidade da solução:
.
- massa de etanol:
- O enunciado pede a composição da solução expressa em molaridade, isto é, a concentração em moles de soluto por litro de solução.
Passo 2
Definição e fórmula que vamos usar.
- Molaridade (concentração molar) é definida por:
onde
-
é a molaridade em , -
é o número de mols de soluto (aqui o etanol) em , -
é o volume da solução em . -
Portanto, para encontrar
precisamos de (já sabemos: mol) e do volume da solução em litros. Para obter usaremos a massa total da solução e a densidade da solução.
Passo 3
Calcular a massa total da solução.
- Massa total da solução é a soma das massas do soluto e do solvente:
Passo 4
Calcular o volume da solução a partir da densidade.
- A relação entre massa, densidade e volume é
onde
está em gramas,
em
e
em
(lembrando que
e
).
- Usando a densidade da solução que peguei do enunciado:
- Converter para litros:
Passo 5
Calcular a molaridade usando
e
.
- Temos
(dado) e . Portanto
- Arredondando de forma razoável (os dados têm tipicamente 3 algarismos significativos), fica
Passo 6
Comentário didático rápido (para entender por que nos deram a densidade da solução e a do etanol).
- Para obter a molaridade precisamos do volume total da solução; por isso usei a densidade da solução diretamente.
- Observação útil: o volume da solução nem sempre é a soma dos volumes dos componentes puros (há contração/expansão na mistura). Por exemplo, o volume puro do etanol seria
mas isso não implica que o volume final da solução seja
; por isso é importante usar a densidade da solução quando ela é dada.