Questão 3
ITA 2024
(ITA - 2024)
São descritos dois experimentos (Exp. 1 e Exp. 2) a respeito de uma solução aquosa de uma substância A, de massa molar igual a 50 g mol-1, que não se dissocia e não se volatiliza. Os experimentos foram realizados a 25 °C.
Exp. 1 – Em um béquer, foram dissolvidos 100 g da substância A em 360 mL de água pura. A seguir, colocou-se o béquer em um recipiente que foi fechado.
Exp. 2 – Em um béquer denominado I, preparou-se a mesma solução descrita no Exp.1, e em outro béquer denominado II, adicionou-se 360 mL de água pura. Em seguida, os béqueres I e II foram colocados em um recipiente que foi fechado.
Considere que a solução aquosa de A se comporte idealmente, a massa específica da água seja 1 g cm3 e a pressão de vapor da água seja 23,8 Torr a 25 °C. A partir das informações acima:
a) determine os valores numéricos das frações molares da substância A e da água na solução do Exp. 1;
b) determine o valor numérico da fração molar da água na fase de vapor no Exp.1;
c) determine o valor numérico da pressão de vapor da água, em Torr, no Exp. 1;
d) desconsiderando o efeito causado pelo volume do recipiente no Exp. 2, descreva sucintamente e de forma qualitativa o que acontecerá com o volume do líquido no béquer I após o equilíbrio ter sido atingido.
Gabarito:
Resolução:
a) Sabendo que a solução aquosa é ideal, podemos determinar o número de mols das substâncias da solução a partir da massa molar e massa.
Dessa forma, é possível calcular a fração molar a partir da equação abaixo.
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b) Como o enunciado expõe que a substância A não é volátil, a única espécie no estado gasoso é a água.
c) O valor numérico da pressão de vapor pode ser calculada a partir da Lei de Raoult.
d) A substância dissolvida diminui a pressão de vapor da água por efeito tonoscópico. É esperado que o volume do béquer I aumente em relação ao volume inicial pela transferência de água do béquer II para o béquer I.