Uma solução foi preparada dissolvendo 30 g de um composto iônico XY em 200 mL de água. A densidade da solução resultante é de
. O composto XY se dissocia completamente em solução, formando os íons
, e possui massa molar de
. 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
.
- A concentração em molalidade (
de solvente
de solvente}mol
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 (
).
A molaridade (
) é dada pela fórmula:
Vamos encontrar o número de mols do soluto XY:
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
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:
Sabemos que a densidade é
e o volume é 200 mL, então:
Portanto, a porcentagem em massa:
Passo 5
Agora, vamos calcular a molalidade da solução, que é a concentração em mol por quilograma de solvente (
).
A molalidade (
) é dada por:
Primeiro, encontramos a massa do solvente (água):
Então,
Passo 6
Por fim, vamos determinar a fração molar de XY na solução. A fração molar (
) 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:
.
Agora, precisamos do número de mols de água. A massa de água é 210 g, e a massa molar da água (
) é aproximadamente
:
O número total de mols na solução:
Então, a fração molar de XY:
Resposta
-
Molaridade:
-
Concentração total de íons:
-
% m/m:
-
Molalidade:
-
Fração molar de XY:
ou