Question

.O ácido clorídrico cuja formula molecular é (HCl), apresenta entre as suas principais características ser um ácido inorgânico extremamente forte. Por este fato é muito utilizado nos laboratórios de química em processos sintéticos, analíticos, entre outros. O ácido clorídrico é comercialmente obtido como através de uma solução aquosa cuja proporção mássica de HCL é dada em 37% (densidade da solução 1,19 g/mL e massa molar do HCL 36,461 g/mol, massa molar da água 18,015 g/mol). Baseado nessas informações, determine a alternativa abaixo que represente a fração molar, molaridade e molalidade, respectivamente de um litro desta solução.

Answer 1

Considerando que o título do ácido clorídrico seja massa/massa, é possível saber que existem 37g de soluto (ácido clorídrico) para 100g de solução (ácido + água), e sendo assim, possui 63g de solvente (água).

Para encontrar a fração molar de HCl, será necessário utilizar a fórmula abaixo:

$X_{b}=\frac{n_{b} }{n_{t}}$

Em que $X_{b}$ representa a fração molar do soluto, $n_{b}$ representa o número de mols do soluto, e o $n_{t}$ representa a soma do número de mols do soluto + número de mols do solvente.  

Para encontrar o número de mols do soluto utilizaremos:

$n_{b}=\frac{m_{b} }{MM_{b}}$

Onde $m_{b}$ representa a massa do soluto, e $MM_{b}$ representa a massa molar do soluto, substituindo temos:  

$n_{b} = \frac{37}{36,46} \\n_{b} = 1,01 mols$

Para encontrar o número de mols do solvente:

$n_{a} = \frac{m_{a} }{MM_{a}} \\n_a = \frac{63}{18} \\n_a = 3,5 mols$

Para encontrar o número de mols total:

$n_{t}= n_a + n_b\\n_t= 3,5+1,01 = 4,51 mols$

Para encontrar a fração molar de HCl:

$X_b= \frac{1,01}{6,01} \\X_b= 0,22$

A molaridade de uma solução é definida pela razão do número de mols do soluto dividido pelo volume da solução em litros, ou seja:

$M= \frac{n_b}{V(L)}$, onde o M representa a molaridade, o $n_b$ representa o número de mols do soluto, e o V representa o volume da solução em litros, que é dado no enunciado, sendo assim:

$M= \frac{1,01}{1} \\M= 1,01 mols/L$

A molalidade de uma solução é definida pela razão entre o número de mols do soluto dividido pela massa do solvente em kilogramas, ou seja:

$W= \frac{n_b}{m_a(kg)}$, onde o W representa a molalidade, o $n_b$ representa o número de mols do soluto e o $m_a$ representa a massa do solvente em kilograma.

Sabendo-se que o solvente é a água, e sua densidade seja de 1kg/L, e que a solução é de 1 litro, então sabe-se que a massa em quilogramas da água seja de 1 kilograma, sendo assim:

$W= \frac{1,01}{1}\\W= 1,01 mols/kg$

Espero ter ajudado.