Uma solução de sacarose foi preparada dissolvendo
de
em água o bastante para formar exatos 100 mLem volume final. Esta solução tinha densidade igual a
. Calcule a concentração molar e a molalidade da solução.
Passo 1
Vamos resolver esse exercício que trata de concentração de soluções, especificamente molaridade e molalidade. Precisamos calcular quantos moles de sacarose estão presentes na solução e relacionar isso com o volume total da solução e a massa do solvente. Para isso, vamos precisar conhecer a fórmula da sacarose, calcular sua massa molar, entender como usar a densidade para encontrar a massa total da solução e, por fim, aplicar as fórmulas de molaridade e molalidade.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa molar da sacarose (
). A massa molar é a soma das massas atômicas de todos os átomos na molécula.
- Carbono ©: 12 átomos × 12,01 g/mol = 144,12 g/mol
- Hidrogênio (H): 22 átomos × 1,008 g/mol = 22,176 g/mol
- Oxigênio (O): 11 átomos × 16,00 g/mol = 176,00 g/mol
Total da massa molar da sacarose:
Arredondando, a massa molar da sacarose é aproximadamente 342,3 g/mol.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de moles de sacarose na solução usando a massa fornecida.
A fórmula para moles é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Vamos calcular a molaridade (M) da solução. A molaridade é definida como o número de moles de soluto por litro de solução.
Primeiro, convertemos o volume da solução de 100 mL para litros:
Agora, usamos a fórmula da molaridade:
Portanto, a molaridade da solução é 0,394 M.
Passo 5
Para calcular a molalidade (m) da solução, precisamos saber a massa do solvente (água) em quilogramas. A molalidade é definida como o número de moles de soluto por quilograma de solvente.
Primeiro, encontramos a massa total da solução usando a densidade:
Agora, subtraímos a massa da sacarose para encontrar a massa do solvente:
Convertendo para quilogramas:
Passo 6
Agora, aplicamos a fórmula da molalidade:
Portanto, a molalidade da solução é 0,430 mol/kg.
Resposta
A concentração molar da solução é 0,394 M e a molalidade é 0,430 mol/kg.