Por que você acha que as pessoas que vivem em altitudes elevadas são aconselhadas a adicionar sal quando fervem alimentos como o macarrão? Que fração molar de NaCl é necessária para aumentar o ponto de ebulição da água em
? A quantidade de sal normalmente adicionada à água, cerca de uma colher de chá (
) para cada
de litro de água, muda o ponto de ebulição de modo substancial?
.
Passo 1
O enunciado pergunta por que em altitudes elevadas se adiciona sal à água para cozinhar (para elevar o ponto de ebulição) e quer saber qual fração molar de NaCl é necessária para que o ponto de ebulição da água suba
. Além disso, pede para avaliar se a quantidade típica de sal (uma colher de chá
mL de NaCl para
L de água) altera substancialmente esse ponto de ebulição. Para resolver, vamos usar a fórmula da elevação do ponto de ebulição
e, em seguida, converter a molalidade em fração molar.
Passo 2
A elevação do ponto de ebulição
é dada por
onde
é o fator de van ’t Hoff (
para NaCl em solução diluída),
para a água,
é a molalidade em mol de soluto por kg de solvente.
Queremos , então isolamos
:
Queremos
Passo 3
Substituindo os valores:
Logo, são necessários
mol de NaCl por quilograma de água.
Passo 4
Para obter a fração molar
, consideramos
kg de água (
g), que corresponde a
O número de mols de NaCl é
. Então
Passo 5
Agora, a quantidade típica de sal: uma colher de chá tem volume
mL. Com densidade
g/mL, a massa de sal é
Isso corresponde a
Para
L de água (
kg), a molalidade real é
Passo 6
A elevação de ponto de ebulição com essa molalidade é
A fração molar correspondente é
Resposta
A fração molar de NaCl necessária para elevar o ponto de ebulição em
é cerca de
. Contudo, a adição típica de sal (uma colher de chá para
L) gera uma fração molar de apenas ~
e eleva o ponto de ebulição em cerca de
, um efeito não substancial.