Question

As afirmações abaixo referem-se à seguinte SOLUÇÃO: dissolvem-se 20g de soda cáustica (massa molar=40g/mol) em água suficiente para ter-se 0,50 litro de solução de densidade igual a 1,04g/mL.( ) A concentração da solução, em mol/L, é em relação ao soluto igual à unidade.( ) Nesse volume de solução, a massa de água é igual a 500g.( ) Obtém-se uma solução aquosa de sacarose (massa molar=342g/mol) de concentração, em mol/L, igual à solução acima, dissolvendo-se meio mol de sacarose em água suficiente para ter-se 1 litro de solução.( ) Na solução, a fração em mol da água é igual à fração em mol da soda cáustica.( ) Na solução, a porcentagem em massa da soda cáustica é de 3,8%.

Answer 1

Antes de mais nada, vale lembrar que a densidade da água é convencionada em um 1g/mL.
Para descobrir as informações necessárias para avaliar as alternativas, precisamos primeiro descobrir a concentração de NaOH, o que pode ser feito a partir da densidade:

$d= \frac{m}{V}$
$d= \frac{m_{H_{2}O+m_{NaOH}}}{V}$
$1,04g/mL= \frac{1g+m_{NaOH}}{1mL}$
$m_{NaOH}=0,04g$

Portanto, (F) A concentração da solução, em mol/L, é em relação ao soluto igual à unidade.Agora, para calcular a massa de água, devemos saber que:

$[NaOH]= \frac{m_{NaOH}}{V}$
$0,04V=20g V=500ml$

Esse valor encontrado é o volume de água usado na dissolução, lembrando que a densidade da água é igual a 1g/mL, (V) Nesse volume de solução, a massa de água é igual a 500g.

A concentração molar pode ser calculada a partir da concentração (onde Mm representa a massa molar):

$W= \frac{[NaOH]}{Mm}$
$W= \frac{0,04}{40} W=10^{-3}mol/mL W=1mol/L$

Dissolvendo-se meio mol de sacarose em 1L, temos uma solução de 0,5mol/L, logo, (F) Obtém-se uma solução aquosa de sacarose (massa molar=342g/mol) de concentração, em mol/L, igual à solução acima, dissolvendo-se meio mol de sacarose em água suficiente para ter-se 1 litro de solução.
Para obter as frações molares, precisamos descobrir o total de mols de cada substância:

$n_{NaOH}= \frac{m_{NaOH}}{Mm}$
$n_{NaOH}= \frac{20}{40} n_{NaOH}=0,5mol$

$n_{H_{2}O}= \frac{m_{H_{2}O}}{Mm}$
$n_{H_{2}O}= \frac{500}{18} n_{H_{2}O}=27,78$

Embora seja possível a partir daí calcular ambas as frações molares, como as quantidades de mols têm uma grande diferença entre si, podemos já afirmar que (F) Na solução, a fração em mol da água é igual à fração em mol da soda cáustica.
Finalmente, para obter a porcentagem em massa da soda, basta dividir sua massa pela massa total da solução:

$T= \frac{m_{NaOH}}{m_{S}}$
$T= \frac{20}{500+20}$
$T= \frac{20}{520} T=0,038 = 3,8 \%$

(V) Na solução, a porcentagem em massa da soda cáustica é de 3,8%.