Três compostos podem ser produzidos começando com duas moléculas de
e desidratando (retirando uma molécula de
) para gerar
. Feito isso, ocorre outra desidratação, entre as moléculas de 8 carbonos e as de 4 carbonos, com o que obtemos
. Três soluções foram produzidas: 50 g de
de água, 50 g de
de água e 50 g de
de solução. Quais são as molalidades destas soluções?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão trata de química, mais especificamente de soluções e molalidade. O que precisamos descobrir são as molalidades de três soluções diferentes, cada uma contendo 50 g de um composto específico dissolvido em 2 litros de água.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é molalidade. A molalidade (m) é uma medida de concentração que expressa a quantidade de soluto (em mols) por quilograma de solvente. A fórmula para calcular a molalidade é:
Passo 3
Para calcular a molalidade, precisamos seguir dois passos principais:
- Calcular a massa do solvente em quilogramas.
- Calcular o número de mols do soluto.
Vamos começar com o primeiro passo.
Passo 4
A massa do solvente, que é a água, já está dada como 2 litros. Sabemos que a densidade da água é aproximadamente 1 g/mL, então 2 litros de água pesam cerca de 2000 gramas, ou 2 quilogramas.
Passo 5
Agora, vamos calcular o número de mols de cada soluto. Para isso, precisamos da massa molar de cada composto, que é a soma das massas atômicas de todos os átomos na molécula.
Vamos calcular a massa molar de cada composto:
-
C₄H₈O₄:
- Carbono ©: 12 g/mol × 4 = 48 g/mol
- Hidrogênio (H): 1 g/mol × 8 = 8 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol × 4 = 64 g/mol
- Massa molar = 48 + 8 + 64 = 120 g/mol
-
C₈H₁₄O₇:
- C: 12 × 8 = 96 g/mol
- H: 1 × 14 = 14 g/mol
- O: 16 × 7 = 112 g/mol
- Massa molar = 96 + 14 + 112 = 222 g/mol
-
C₁₂H₂₀O₁₀:
- C: 12 × 12 = 144 g/mol
- H: 1 × 20 = 20 g/mol
- O: 16 × 10 = 160 g/mol
- Massa molar = 144 + 20 + 160 = 324 g/mol
Passo 6
Com as massas molares em mãos, podemos calcular o número de mols para cada composto usando a fórmula:
Vamos calcular cada um:
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C₄H₈O₄:
-
C₈H₁₄O₇:
-
C₁₂H₂₀O₁₀:
Passo 7
Agora, vamos usar a fórmula da molalidade para encontrar a concentração de cada solução:
Calculando cada uma:
-
C₄H₈O₄:
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C₈H₁₄O₇:
-
C₁₂H₂₀O₁₀:
Resposta
As molalidades das soluções são:
- C₄H₈O₄:
- C₈H₁₄O₇:
- C₁₂H₂₀O₁₀: