Question

Leia o procedimento experimental realizado a 20 ºC por um professor de Química:

1. Transferir 50 mL de etanol para uma proveta volumétrica.
2. Transferir 50 mL de água para uma proveta volumétrica.
3. Transferir os dois líquidos para uma proveta volumétrica de 100 mL

Considere o gráfico em anexo.

Para a surpresa dos estudantes, o volume resultante da mistura entre água e etanol a 20 ºC foi menor que 100 mL. O volume da mistura resultante, foi de, aproximadamente,

a. 72,2 mL.
b. 78,2 mL.
c. 84,2 mL.
d. 96,2 mL.
e. 90,2 mL.

Quero entender os cálculos!

Answer 1

O volume da mistura foi de aproximadamente 96 mL (considere alternativa d).

• O gráfico mostra a relação da densidade de mistura com % do etanol (em volume) empregado para o preparo. Esse dado em parênteses é a chave para o começo da resolução.

• Na prática proposta pelo professor, será adicionado 50 mL de água e 50 mL de etanol em provetas diferentes, para depois serem adicionadas em apenas uma proveta de 100 mL.

• Isso significa que a porcentagem do álcool que analisaremos no gráfico será de 50%.

• O recomendável é utilizar uma régua para entender em que ponto da densidade a linha estará cortando na indicação de 50%.

• Aparentemente, está cortando em 0,94 g/mL, ou próximo a isso. Vamos trabalhar com esse número.

• Também é interessante ressaltar um detalhe que talvez pode ter passado despercebido: Perceba que quando a porcentagem do álcool é 0%, a densidade é 1 g/mL (densidade da água) e quando a porcentagem é 100%, a densidade é 0,8 g/mL (densidade do etanol).

• Vamos trabalhar com os números do último ponto também.

• Podemos utilizar a fórmula de densidade ao nosso favor, a fim de descobrir as massas utilizadas de cada substância envolvida nesse preparo:

$d =\dfrac {m}{V}$

• Substitua para encontrar m(água) e m(etanol), respectivamente:

$1 = \dfrac {m}{50} \longrightarrow m_{(\acute {a}gua)} = 50g$

$0,8 = \dfrac {m}{50} \longrightarrow m_{(etanol)} = 40g$

• Lembre-se que para a surpresa dos estudantes, o volume diminuiu. Ou seja, não sabemos o valor do volume final!

• Agora utilizaremos o conhecimento passado nos primeiros tópicos: densidade d (em 50% de volume de etanol empregado) = 0,94 g/mL

• Perceba que misturamos que 50g de água com 40g de etanol. Ou seja, a massa total da solução é de 90g.

• Utilizando da mesma fórmula para densidade, substitua os valores que temos para:

$0,94\: g/mL = \dfrac {90 \: g}{V \: mL}$

• Resolva para V:

$V \approx 95,74 \approx 96 \: \: mL$

• Curiosidade: o volume da mistura diminuirá por causa das ligações intermoleculares de hidrogênio, que é a mais forte dentre as intermoleculares. Vale ressaltar que algumas ligações entre as moléculas de água serão canceladas, para que os hidrogênios dela se ligue com os do etanol.

☆ Você pode ver mais um cadinho sobre relações entre densidade, massa e volume em:

https://brainly.com.br/tarefa/1606419

$\orange{\huge\mathcal Com~~carinho,}$

$\red{\Large\mathcal Old~~Burns}$