Uma solução foi preparada dissolvendo 30 g de um composto iônico XY em 200 mL de água. A densidade da solução resultante é de 1,2 g / mL. O composto XY se dissocia completamente em solução, formando os íons X+e Y Y, e possui massa molar de 74 g / mol. Com base nessas informações, determine:
  • A concentração da solução em mol/L (molaridade).
  • A concentração total de íons na solução em mol/L.
  • A concentração em % m / m.
  • A concentração em molalidade ( mol / kg de solvente t e x tmol / kg de solvente}mol / kg de solvente).
  • A fração molar de XY na solução.

Passo 1

Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma solução feita dissolvendo 30 g de um composto iônico XY em 200 mL de água. A densidade da solução é de . O XY se dissocia completamente em íons e , e sua massa molar é .
O conteúdo que vamos usar aqui envolve conceitos de química como molaridade, concentração de íons, porcentagem em massa, molalidade e fração molar. Vamos precisar entender como calcular cada uma dessas concentrações passo a passo.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a molaridade da solução, que é a concentração em mol por litro ( M = número de mols do solutovolume da solução em litros ).
A molaridade ( número de mols = massamassa molar = 30 , g74 , g/mol approx 0,405 , mol ) é dada pela fórmula:
M = 0,405 , mol0,200 , L = 2,025 , mol/L úçã
Vamos encontrar o número de mols do soluto XY:
ú
O volume da solução é 200 mL, que é 0,200 litros.
Então,

Passo 3

Agora, vamos calcular a concentração total de íons na solução. Como o composto XY se dissocia completamente em 2 times M = 2 times 2,025 , mol/L = 4,05 , mol/L e , cada mol de XY produz 2 mols de íons.
Então, a concentração total de íons é:

Passo 4

Vamos calcular a concentração em % m/m. A porcentagem em massa é a massa do soluto dividida pela massa total da solução, multiplicada por 100%.
Primeiro, encontramos a massa total da solução:
massa total = massa do soluto + massa do solvente
Sabemos que a densidade é massa total = 1,2 , g/mL times 200 , mL = 240 , g e o volume é 200 mL, então:
% , m/m = ( 30 , g240 , g ) times 100% = 12,5%
Portanto, a porcentagem em massa:

Passo 5

Agora, vamos calcular a molalidade da solução, que é a concentração em mol por quilograma de solvente ( m = número de mols do solutomassa do solvente em kg ).
A molalidade ( massa do solvente = massa total - massa do soluto = 240 , g - 30 , g = 210 , g = 0,210 , kg ) é dada por:
m = 0,405 , mol0,210 , kg approx 1,928 , mol/kg ú
Primeiro, encontramos a massa do solvente (água):
Então,

Passo 6

Por fim, vamos determinar a fração molar de XY na solução. A fração molar ( número de mols de água = 210 , g18 , g/mol approx 11,67 , mol ) é a razão entre o número de mols de um componente e o número total de mols na solução.
Primeiro, já temos o número de mols de XY: 0,405 , mol + 11,67 , mol = 12,075 , mol .
Agora, precisamos do número de mols de água. A massa de água é 210 g, e a massa molar da água ( chiXY = 0,405 , mol12,075 , mol approx 0,0336 , ou , 3,36% ) é aproximadamente :
úá
O número total de mols na solução:
Então, a fração molar de XY:

Resposta

  1. Molaridade:
  2. Concentração total de íons:
  3. % m/m:
  4. Molalidade:
  5. Fração molar de XY: ou

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