Question

(URGENTE) Qual a molalidade de uma solução quando se misturam 4g de NaCl em 100g de água? Qual a fração molar de soluto e solvente nesta solução?

Answer 1

A molalidade é definida como a razão entre o número de mols de soluto e a massa de solvente em quilogramas. Sabemos que a massa molar do NaCl é 23 + 35.5 = 58.5 g/mol. Portanto, 4 g desse soluto correspondem a 4/58.5 = 0.0684 mol. Além disso, a massa de solvente, isto é, a massa de água, é de 100 g, que corresponde a 0.1 kg. Com esses dados, podemos obter a molalidade da solução:

Molalidade = no. mols soluto/massa solvente (kg) = 0.0684/0.1 = 0.68 mol/kg água

Em seguida, buscamos a fração molar de cada componente da solução. Para tanto, devemos saber que essa grandeza é definida como a razão entre o número de mols da substância considerada e o número total de mols presente no sistema. Para a solução em questão, portanto, a fração molar de NaCl é

X(NaCl) = (no. mols NaCl)/(no. mols NaCl + no. mols H2O)

ao passo que a fração molar de água é

X(H2O) = (no. mols H2O)/(no. mols NaCl + no. mols H2O)

Depreendemos o no. de mols de NaCl no cálculo da molalidade: 0.0684 mol. Resta saber o número de mols de água contido na solução. A massa molar da água é 2(1) + 16 = 18 g/mol. Na solução, há 100 g de água, e essa quantidade de solvente corresponde a 100/18 = 5.5556 mol. Com esses valores, podemos retornar às fórmulas anteriores e calcular as frações molares:

X(NaCl) = (no. mols NaCl)/(no. mols NaCl + no. mols H2O) = (0.0684)/(0.0684 + 5.5556) = 0.012

X(H2O) = (no. mols H2O)/(no. mols NaCl + no. mols H2O) = (5.5556)/(0.0684 + 5.5556) = 0.988

Observe que as frações molares são números adimensionais, sem grandezas físicas. Note, ainda, que a soma de todas as frações molares de um sistema deve ser igual a 1. De fato, se somarmos as frações molares que acabamos de calcular, obteremos

X(NaCl) + X(H2O) = 0.012 + 0.988 = 1.0