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20 EXERCÍCIOS – PROPRIEDADES
COLIGATIVAS
PROFESSOR DSc.
ALEXANDRE VARGAS
GRILLO
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APRESENTAÇÃO DO AUTOR
Alexandre Vargas Grillo é graduado em Engenharia Química pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro
(PUC-Rio), Pós-Graduado em Licenciatura de Ensino Fundamental e Médio pela Química (UCAM – Universidade
Cândido Mendes). Mestre e Doutor em Engenharia de Materiais e Processos Químicos e Metalúrgicos também pela
PUC-Rio. Atualmente atua como Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro – IFRJ – Campus Nilópolis. Leciona
também em turmas de alto nível (IME-ITA-OLIMPÍADAS) a mais de vinte anos.
Na pesquisa atua na área da Engenharia de Processos Químicos e Metalúrgicos em Síntese de nanopartículas, além de
atuar na Química, mais especificamente na Físico-Química em Nanotecnologia. Autor de inúmeras obras destinada à
Olimpíada, concursos de alto nível (IME-ITA), graduação e pós-graduação. Atua como professor colaborador em
pesquisas na área de Síntese de Nanopartículas pelo Departamento de Engenharia Química e de Materiais – PUC-Rio.
É membro da coordenação de Olimpíadas de Química do Rio de Janeiro – OQRJ e das turmas Olímpicas de Química
do IFRJ – Campus Nilópolis.
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Questão 21 – (IME) Uma solução contendo 0,994 gramas de um polímero, de fórmula geral (C2H4)n, em 5,00 g de benzeno, tem ponto de congelamento
0,51ºC mais baixo que o do solvente puro. Determine o valor de n. Dado: constante crioscópica do benzeno = 5,10ºC/molal.
Resolução: Dados do problema:
Soluto = polímero
Solvente = benzeno
Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Cálculo do massa molar (<MM>) do polímero: ∆Tc = Kc x W x i
0,51 = 5,10 x
(
0,994
< MM >
)
(
5
1000
)
x 1
0,51
5,10
=
994
5 x < MM >
0,10 =
994
5 x < MM >
< MM > = 1988 g. mol−1
Sabendo que a fórmula geral do polímero é dado por (C2H4)n, logo: (C2H4) x n = 1988
(24 + 4) x n = 1988
28 x n = 1988
n = 71
Questão 22 – (IME) Uma solução aquosa 0,28 mol.L-1 de glicose é isotônica em relação a uma solução aquosa 0,10 mol.L-1 de um cloreto de metal
alcalino-terroso, na mesma temperatura. Calcule o grau de dissociação aparente do sal.
Resolução: Expressão da pressão osmótica para a glicose:
[glicose] = 0,28 mol.L-1
i = 1 (solução molecular)
πglicose = [glicose] x R x T x i = 0,28 x R x T x 1
Reação: XCl2(aq) → X+2(aq) + 2 Cl-(aq)
[XCl2] = 0,10 mol.L-1
i = 1 + (n – 1).α (solução iônica)
Expressão da pressão osmótica para o cloreto de metal alcalino-terroso (XCl2):
πXCl2 = [XCl2] x R x T x i
πXCl2 = 0,10 x R x T x {1 + (3 – 1).α}
πXCl2 = 0,10 x R x T x {1 + 2α}
Como a solução é isotônica, as pressões osmóticas são iguais, logo: πglicose = πXCl2
0,28 x R x T = 0,10 x R x T x (1 + 2α)
2,8 x R x T = R x T x (1 + 2α)
α = 0,90 (90%)
Questão 23 – (IME) Uma solução foi preparada dissolvendo-se 2,76 g de um álcool puro em 100,00 g de acetona. O ponto de ebulição da acetona pura
é 56,13°C e o da solução é 57,16°C. Determine:
a) a massa molecular do álcool;
b) a fórmula molecular do álcool.
Dado: Keb = 1,72°C.Kg.mol-1 (constante molal de elevação do ponto de ebulição da acetona).
Resolução:
Dados do problema:
Soluto = álcool puro
Solvente = acetona
Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
a) Cálculo da massa molar do álcool puro, a partir do efeito coligativo ebulioscópico: ∆Teb = Keb x W x i
(57,16 − 56,13) = 1,72 x
2,76
< MM >
0,100
x 1
1,03 = 1,72 x
2,76
0,100 x < MM >
< MM >=
4,75
0,103
= 46,0 g. mol−1
b) Para uma massa molecular igual a 46 g.mol-1, o solvente é o álcool etílico ou também conhecido como etanol (C2H6O).
Questão 24 – (IME) Um produto anticongelante foi adicionado a 10,0 litros de água de um radiador para que a temperatura de congelamento da mistura
fosse –18,6ºC. A análise elementar do anticongelante forneceu o seguinte resultado em peso: C = 37,5%, O = 50,0% e H = 12,5%. Sabe-se que a constante
crioscópica molal da água é 1,86°C.kg.mol-1 e sua massa específica é 1,00 kg.dm-3. Determine:
a) a fórmula estrutural plana e o nome do produto utilizado;
b) a massa de produto necessária para alcançar este efeito.
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Resolução: Dados do problema: Soluto = produto anticongelante; Solvente = água e Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Cálculo da massa de solvente (água), a partir da sua densidade: d =
mH2O
Vsolução
mH2O = d x Vsolução = 1 x 10 = 10 kg
Item a) Fórmula molecular do produto anticongelante com base de cálculo igual a 100 gramas de C, H e O. Cálculo da massa de cada átomo:
C: (
37,5
100
) x 100 g = 37,5 g
O: (
50
100
) x 100 g = 50 g
H: (
12,5
100
) x 100 g = 12,5 g
Cálculo do número de mol de cada átomo:
nC = (
37,5
12
) = 3,125 mol
nO = (
50
16
) = 3,125 mol
nH = (
12,5
1
) = 12,5 mol
Cálculo do número de átomos, dividindo cada um pelo menor número de mol (3,125 mol):
C: (
3,125 mol
3,125 mol
) = 1
O: (
3,125 mol
3,125 mol
) = 1
H: (
12,5 mol
3,125 mol
) = 4
Fórmula molecular: CH4O (metanol)
Item b) Cálculo da massa do produto anticongelante, a partir do efeito crioscópico: ∆Tc = Kc x W x i
18,6 = 1,86 x
(
m
32
)
10
x 1
18,6
1,86
=
m
320
m = 3200 g
Questão 25 – (IME) Determine o abaixamento relativo da pressão de vapor do solvente quando 3,04 g de cânfora (C10H16O) são dissolvidos em 117,2
mL de etanol a 25°C. Dado: densidade do álcool: 785 kg.m-³.
Resolução: Dados do problema:
Soluto = Cânfora
Solvente = Etanol
Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Conversão do volume para m³: Vetanol = 117,20 mL x
10−3 L
1 mL
x
1 dm³
1 L
x
10−3 m³
1 dm³
= 117,20 x 10−6 m³
Cálculo da massa de etanol, a partir de sua densidade: detanol =
metanol
V
metanol = 785
kg
m3
x 117,20 x 10−6 m3 = 92002 x 10−6 kg
Cálculo do abaixamento relativo da pressão de vapor (∆P/P°):
∆𝑃
𝑃°
=
<𝑀𝑀>𝑠𝑜𝑙𝑣𝑒𝑛𝑡𝑒
1000
𝑥
𝑛𝑐â𝑛𝑓𝑜𝑟𝑎
𝑚𝑘𝑔
𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝑥 𝑖
∆𝑃
𝑃°
=
46
1000
𝑥
3,04
152
92002 𝑥 10−6
𝑥 1 = 1,0 𝑥 10−2
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Questão 26 – (IME) A pressão osmótica de uma solução de poli-isobutileno sintético em benzeno foi determinada a 25ºC. Uma amostra contendo 0,20
gramas de soluto por 100 cm3 de solução subiu até uma altura de 2,4 mm quando foi atingido o equilíbrio osmótico. A massa específica da solução no
equilíbrio é 0,88 g.cm-3. Determine a massa molecular do poli-isobutileno? Dados: Aceleração da gravidade = 9,81 m.s-2; 1,0 N.m-2 = 9,869 x 10-6 atm;
constante universal dos gases: R = 0,082 atm.L.mol–1.K–1.
Resolução: Dados do problema: Soluto = Poli-isobutileno; Solvente = Benzeno e Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Expressão da pressão osmótica (π) sobre a solução: π = [soluto] x R x T x i
π =
0,20
0,10 x < MM >
x 0,08206 x (25 + 273) x 1 =
0,20
0,10 x < MM >
x 0,08206 x 298
Expressão e cálculo da pressão (P) sobre o pistão: P = ρ x g x h = 0,88
g
cm3
x
1 kg
1000 g
x
1 cm³
10−6 g
x 9,81
m
s²
x 2,40 x 10−3 m = 20,72
kg
m.s²
(Pa)
Cálculo da massa molecular (<MM>) do poli-isobutileno, a partir da igualdade das pressões (P = π): 𝑃 = [𝑠𝑜𝑙𝑢𝑡𝑜] 𝑥 𝑅 𝑥 𝑇 𝑥 𝑖
20,72 Pa x (
1 atm
101325 Pa
) = [
0,20
< MM >
0,10
] x 0,08206 x 298 x 1
0,204 = [
2,0
< MM >
] x 0,08206 x 298
< MM > = 2,39 x 105 g. mol−1
Questão 27 – (IME) Uma solução com 102,6 gramas de sacarose (C12H22O11) em água apresenta concentração de 1,20 mol.L-1 e densidade de 1,0104
g.cm-3. Os diagramas de fase dessa solução e da água pura estão representados abaixo:
Com base nos efeitos coligativos observados nesses diagramas, calcule as constantes molal ebuliométrica (Ke) e criométrica (Kc) da água.
Resolução: Dados do problema: Soluto = sacarose (C12H22O11);Solvente = água e Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular).
Cálculo do volume da solução a partir da concentração da quantidade de matéria: [C12H22O11] =
mC12H22O11
<MM>C12H22O11 x Vsolução
1,20 =
102,6
342 x Vsolução
Vsolução = 0,25 L (250 mL)
Cálculo da massa da solução:
1 cm³---------- 10-3 dm³ ------------ 1,0104 gramas de solução
0,25 dm³ ----------- msolução
msolução = 252,6 g
Cálculo da massa do solvente (H2O): msolução = msolvente + msoluto
252,6 gramas = msolvente + 102,6 gramas
msolvente = 150 g
Cálculo da constante ebulioscópica molal (Keb):
6
∆Tc = Kc x W x i
|374 − 373| = Kc x
(
102,6
342
)
0,150
x 1
Keb = 0,50 K. kg. mol
−1
Cálculo da constante crioscópica molal (Kc):
∆Tc = Kc x W x i
|269 − 273| = Kc x
(
102,6
342
)
0,150
x 1
Kc = 2,0 K. kg. mol
−1
Questão 28 – (IME) Qual é a temperatura de congelamento de uma solução aquosa de glicerina (C3H8O3) a 20% em peso, sabendo-se que a constante
criométrica molal da água é de Kc = 1,86°C.kg.mol-1.
Resolução: Dados do problema: 20 gramas de C3H8O3 para cada 100 gramas de solução; Fator de Van´t Hoff (i) = 1 (solução molecular)
Cálculo da massa da solvente: Massa da solução = massa do soluto + massa do solvente
100 g = 20 g + massa do solvente
Massa do solvente = 80g
Cálculo do número de mol do soluto: nsoluto =
20
92
= 0,22 mol
Cálculo da temperatura de congelamento: ∆Tc = Kc x W x i = 1,86 x
0,217
80 x 10−3
x 1 = 5,05°C
Questão 29 – (IME) 7,10 gramas de uma substância A2B, de peso molecular 174, são dissolvidos em água até completar um litro de solução. Sabendo-
se que nestas condições o A2B fica 80% dissociado, pede-se calcular a pressão osmótica, em atmosferas, sendo a temperatura de 17°C. Resposta: 𝛑 =
𝟐, 𝟓𝟐 𝐚𝐭𝐦
Resolução: Equação química: A2B: A2B(aq) → 2 A+(aq) + B-2(aq)
Cálculo do fator de Van’t Hoff (i):
i = 1 + [3 – 1) x 0,80]
i = 1 + (2 x 0,80)
i = 2,60
Cálculo da pressão osmótica (π): π = M x R x T x i = {
7,10
174
1,0
} x 0,08206 x (17 + 273) x 2,60 = {
7,10
174
} x 0,08206 x 290 x 2,60 = 2,52 atm
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Questão 30 – (IME) Uma solução aquosa de glicerol (C3H8O3) começa a congelar a –20°C. Considerando a constante molal do abaixamento crioscópico
do ponto de fusão da água como sendo 1,84, determinar a porcentagem em peso de glicerol na solução. Resolução:
Cálculo da relação entre a massa de glicerol com a massa da água (mglicerol/mágua): ∆𝑇𝑐 = 𝐾𝑐 𝑥 𝑊 𝑥 𝑖
∆Tc = Kc x
mglicerol
< MM >glicerol
m
kg
água
x i
|0 − (−20,0)| = 1,86 x
mglicerol
92 x 10−3
m
kg
água x 1
mglicerol
mkg
água
= 1
Sabendo que o somatório das massas corresponde a 100%, temos:
mglicerol
m
kg
água = 1
mglicerol = mkg
água
mglicerol = mkg
água
= 0,50 (50%)
Questão 31 – (IME) Qual o volume de metanol, de massa específica 0,80 g.mL-1, que deve ser adicionado ao radiador de um veículo, contendo 9,0 litros
de água, para que o congelamento não ocorra antes da temperatura cair abaixo de -10,30°C. Dados: Constante crioscópica molal da água = 1,86°C.mol.kg-
1; densidade da água = 1,0 g.cm-3.
Resolução: Dados do problema: Soluto = metanol (CH3OH); Solvente = água e Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Cálculo do massa de solvente (água), a partir da densidade: mH2O = d x V = 1,0 x 9000 = 9000 g
Cálculo do massa de metanol: ∆Tc = Kc x W x i
∆Tc = Kc x
mmetanol
< MM >metanol
mkg
água
x i
|− 10,30 − 0| = 1,86 x
mmetanol
32
9,0
x 1
10,30 = 1,86 x
mmetanol
288
mmetanol = 1594,84 g
Cálculo do volume de metanol: Vmetanol =
mH2O
d
=
1594,84 g
0,80 g.mL−1
= 1993,55 mL
Questão 32 – (IME) Uma solução contendo 16,90 gramas de uma substância não dissociativa em 250 gramas de água, tem um ponto de solidificação
de 0,744°C. A substância é composta de 57,20% de carbono, 4,70% de hidrogênio e 38,10% de oxigênio. Qual é a fórmula molecular desse composto?
Dado: constante crioscópica da água = 1,86°C.kg.mol-1.
Resolução: Dados do problema: Soluto = substância não dissociativa (molecular); Solvente = água e Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Cálculo da massa molecular do soluto, a partir do efeito coligativo crioscópico: ∆Tc = Kc x W x i
0,744 = 1,86 x
16,90
< MM >X
0,250
x 1
< MM >X= 169 g. mol
−1
Determinação da fórmula molecular: Base de cálculo: 100 gramas de C, H e O.
Cálculo da massa de cada átomo:
C: (
57,20
100
) x 100 g = 57,20 g
O: (
38,10
100
) x 100 g = 38,10 g
H: (
4,70
100
) x 100 g = 4,70 g
Cálculo do número de mol de cada átomo:
nC = (
57,20
12
) = 4,77 mol
nO = (
38,10
16
) = 2,38 mol
nH = (
4,70
1,0
) = 4,70 mol
Cálculo do número de átomos, dividindo cada um pelo menor número de mol, ou seja, por 2,38 mol:
8
C: (
4,77 mol
2,38 mol
) ≅ 2,0
O: (
2,38 mol
2,38 mol
) = 1,0
H: (
4,70
2,38
) ≅ 2,0
Fórmula molecular mínima: (C2H2O)n. Para uma molécula com massa molecular igual a 169 g.mol-1, a fórmula molecular será: (C2H2O)n = 169
(24 + 2 + 16) x n = 169
42 x n = 169
n ≅ 4 (C2H2O)4
Questão 33 – (IME) Calcular o número de partículas dispersas numa solução de 1 mol de sulfato de alumínio, suposto 70% dissociado.
Resolução: Cálculo do fator de Van´t Hoff: Al2(SO4)3 → 2 Al+3(aq) + 3 SO4-2(aq)
i = 1 + [(5 – 1) x 0,70]
i = 1 + [0,70 x 4]
i = 1 + 2,80
i = 3,80
Cálculo do número de partículas dispersas (X): X = 3,80 x 6,02 x 1023 = 2,29x 1024
Questão 34 – (IME) Na produção de uma solução de cloreto de sódio em água a 0,90% (m/m), as quantidades de solvente e solução são pesadas
separadamente, e, posteriormente, promove-se a solubilização. Certo dia suspeitou-se que a balança de soluto estivesse descalibrada. Por este motivo, a
temperatura de ebulição de uma amostra de solução foi medida, obtendo-se 100,14°C. Considerando o sal totalmente dissociado determine a massa de
soluto a ser acrescentada de modo a produzir um lote de 1000 kg com a concentração correta. Dados: Keb = 0,52°C.kg.mol-1.
Resolução: Equação química: NaCl(aq) → Na+(aq) + Cl-(aq)
Considerando um grau de dissociação igual a 100% o fator de Van’t Hoff será a seguinte:
i = 1 + {(n – 1) x α}
i = 1 + [(2 – 1)] x 1}
i = 2
Cálculo da concentração molal (W), a partir da elevação da temperatura de ebulição: ∆Teb = Keb x W x i
Tebulição
solução
− Tebulição
solvente = Keb x W x i
100,14 − 100,0 = 0,52 x W x 2
W =
0,14
1,04
= 0,135 mol. kg−1
Cálculo da massa em quilogramas de solvente (água): 0,9% (m/m)
0,90 gramas de NaCl
100 gramas de solução
=
9 g
100 g
=
9 kg
1000 kg
Massa do solvente = massa da solução – massa do soluto = 1000 kg – 9 kg = 991 kg
Cálculo do número de mol de NaCl, a partir da molalidade (W): W =
nNaCl
mkg
solvente
nNaCl = W x mkg
solvente = W x mkg
solvente = 0,135 x 991 = 133,78 g
Cálculo da massa de NaCl, a partir do número de mol: nNaCl =
mNaCl
<MM>NaCl
mNaCl = nNaCl x < MM >NaCl= 133,78 x 58,5 = 7826,42 g (≅ 7,83 kg)
Cálculo da massa de NaCl adicionado: mNaCl = 9,0 kg − 7,83 kg = 1,17 kg
Questão 35 – (IME) Um gás possui uma taxa de efusão que corresponde a 25,0% da taxa do gás hidrogênio. Uma massa mx desse gás, que ocupa um
volume de 1,00 L a 1,00 atm e a 39,5°C é a mesma de sulfanilamida, um soluto não volátil, dissolvida em 100 gramas de acetona. Se a pressão de vapor
da acetona pura a 39,5oC é 400 mmHg, calcule:
a) a massa mx;
b) a pressão de vapor da solução de sulfanilamida (C6H8O2N2S) em acetona à mesma temperatura.
Resolução:
a) Dados do problema: A velocidade de efusão do gás X é dada pela seguinte relação: VX = 0,25 x VH2 .
Através da Lei de Graham temos:
VH2
VX
= √
<MM>X
<MM>H2
.
Massa do solvente (acetona: H3C – CO – CH3) = 100 gramas (0,100 kg).
Cálculo da massa moleculardo gás X:
VH2
VX
= √
<MM>X
<MM>H2
VH2
0,25 x VH2
= √
<MM>X
2
9
1
0,25
= √
<MM>X
2
4 = √
<MM>X
2
(4)² =
<MM>X
2
< MM >X= 16 x 2 = 32,0 g. mol
−1
Cálculo da massa da espécie gasosa X, considerando comportamento ideal: p. V = n. R. T
p. V =
mX
< MM >X
. R. T
1 x 1 =
mX
32
x 0,08206 x (39,50 + 273)
mX =
32
25,64
= 1,25 g
b) Cálculo da pressão de vapor da solução de sulfanilamida (i=1/solução molecular):
∆P
P°
=
< MM >solvente
1000
x
nsoluto
mkg
solvente
x i
400 − p
400
=
58
1000
x
1,25
1,72
0,100
x 1
p = 398,5 mmHg
Questão 36 – (ITA) Motores de automóveis refrigerados a água normalmente apresentam problemas de funcionamento em razões muito frias. Um desses
problemas está relacionado ao congelamento da água de refrigeração do motor. Admitindo que não ocorra corrosão, qual das ações abaixo garantiria o
maior abaixamento de temperatura de início do congelamento da água utilizada num sistema de refrigeração com capacidade de quatro litros de água?
Justifique.
a) Adição de 1 mol de glicerina na água.
b) Adição de 1 mol de sulfato de sódio na água.
c) Adição de 1 mol de nitrato de sódio na água.
Resolução: A ação que irá garantir maior abaixamento de temperatura (crioscopia) será aquela que apresentar maior número de partículas dispersas (n),
o que irá ocasionar maior efeito coligativo.
a) Glicerina: solução molecular → n = 1
b) Sulfato de sódio: Na2SO4
Cálculo do número (n) de íons presenets no sulfato de sódio: Na2SO4(aq) → 2 Na+(aq) + SO4-2(aq)
1 mol de Na2SO4(aq) ---------- 2 mol de Na+(aq) ---------- 1 mol de SO4-2(aq)
n = 1 + 2 = 3
c) Nitrato de sódio: NaNO3.
NaNO3(aq) → Na+(aq) + NO3-(aq)
1 mol de Na2SO4(aq) ---------- 1 mol de Na+(aq) ----------------------- 1 mol de NO3-(aq)
n = 1 + 1 = 2
Conclusão: O efeito crioscópico que irá apresentar maior abaixamento de temperatura de congelamento da água será o sulfato de sódio (n = 3).
Questão 37 – (ITA) Deseja-se desdobrar dois litros de uma solução aquosa 0,15 mol.L-1 de cloreto de sódio em: um litro de água pura e um litro de
solução 0,30 mol.L-1 de cloreto de sódio, isto sem haver afastamento de temperatura ambiente e sem usar destilação, mas utilizando apenas os princípios
envolvidos no fenômeno da osmose. Explique como isto poderia ser feito e que tipo de trabalho estaria em jogo. Ilustre sua resposta com uma figura que
deixe claro a aparelhagem a ser utilizada.
Resolução:
Exercendo sobre a solução de 0,15 mol.L-1 de cloreto de sódio uma pressão maior que a pressão osmótica vai haver passagem da água da solução para a
água pura (processo de osmose reversa). Quando o volume da solução reduzir para um litro o processo vai parar, ficando um litro de solução 0,30 mol.L-
1 de cloreto de sódio no compartimento (I). Já no compartimento (II) vai haver três litros de água pura. Com qualquer aparelho de medição de volume,
separa-se um litro de água pura dos dois litros de água iniciais.
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Questão 38 - (ITA) Prepara-se, a 25°C, uma solução por meio da mistura de 25 mL de n-pentano e 45 mL de n-hexano. Dados: massa específica do n-
pentano = 0,63 g.mL-1; massa específica do n-hexano = 0,66 g.mL-1; pressão de vapor do n-pentano = 511 torr; pressão de vapor do n-hexano = 150 torr.
Determine os seguintes valores, mostrando os cálculos efetuados:
a) Fração molar do n-pentano na solução.
b) Pressão de vapor da solução.
c) Fração molar do n-pentano no vapor em equilíbrio com a solução.
Resolução: Cálculo da massa de n-pentano (C5H12), a partir da massa específica (μ): Massa = μ x Volume = 0,63 x 25 = 15,75 g
Cálculo do número de mol de n-pentano (C5H12): nC5H12 =
mC5H12
<MM>C5H12
=
15,75
72
= 0,22 mol
Cálculo da massa de n-hexano (C6H14), a partir da massa específica: Massa = μ x Volume = 0,66 x 45 = 29,70 g
Cálculo do número de mol de n-hexano (C6H14): 𝑛𝐶6𝐻14 =
𝑚𝐶6𝐻14
<𝑀𝑀>𝐶6𝐻14
=
29,7
86
= 0,34 𝑚𝑜𝑙
a) Cálculo da fração molar do n-pentano (XC5H12): 𝑋𝐶5𝐻12 =
𝑛𝐶5𝐻12
𝑛𝐶5𝐻12+ 𝑛𝐶6𝐻14
=
0,22
0,22+0,34
=
0,22
0,56
= 0,39
b) Cálculo da fração molar do n-hexano: XC5H12 + XC6H14 = 1
XC6H14 = 1 − 0,39 = 0,61
Cálculo da pressão de vapor da solução: Psolução = PC5H12 + PC6H14 = (XC5H12 x P°pentano) + (XC6H14 x P°hexano) = (0,39 x 51) + (0,61 x 150) = 290,79 torr
c) Cálculo da fração molar do pentano na solução: Psolução
vapor
= Xpentano x Ppentano
0
X′. Psolução = Xpentano x Ppentano
0
X′. 290,79 = 0,39 x 511
X′ = 0,68
Questão 39 – (IME) Certo composto β é produzido através da reação:
Dois bécheres são colocados em um sistema fechado, mantido a 40°C. O bécher da esquerda contém 200 mL de etanol, enquanto o da direita contém
uma solução de 500 mg do composto β em 200 mL de etanol, conforme a representação a seguir:
Assinale a alternativa que melhor representa os níveis de líquido nos bécheres três horas após o início do confinamento.
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Resposta: Alternativa E. O bécher da direita contém uma solução de soluto não-volátil. Por isso sua pressão de vapor é menor que a do frasco da
esquerda, e a vaporização do frasco à esquerda é a mais fácil. Em consequência, haverá transferência do etanol para o frasco que contém a solução. O
nível do líquido do frasco à esquerda será menor.
Questão 40 – A adição de 100 g de um composto X a uma quantidade de 750 g de tetracloreto de carbono provocou um abaixamento crioscópico de
aproximadamente 10,50 K. Determine a massa molar do composto X. Dado: constante crioscópica do CCl4 = 30°C.kg.mol-1. Resposta: < 𝐌𝐌 >𝐱=
𝟑𝟖𝟎, 𝟗𝟓 𝐠. 𝐦𝐨𝐥−𝟏
Resolução: Dados do problema: Soluto: X; Solvente: tetracloreto de carbono (CCl4); Fator de Van’t Hoff: i = 1 (solução molecular)
Cálculo da massa molar do soluto desconhecido, a partir da propriedade coligativa crioscópica: ∆𝑇𝑐 = 𝐾𝑐 𝑥 𝑊 𝑥 𝑖
10,50 = 30 x
(
100
< MM >x
)
0,750
x 1,0
< MM >x= 380,95 g. mol
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