Question

Uma solução de ácido nítrico tem densidade igual a
1,3g/cm3 e apresenta 47,5% de HNO3 em massa. Calcular,
para essa solução:

a) a molalidade

b) a fração molar dos componentes da solução.

Answer 1

Resposta: Considerando uma solução de ácido nítrico de densidade igual a 1,3g/cm3 e que apresenta 47,5% de HNO3 em massa temos:

a) Sua molalidade é 14,4 molal

b) A fração molar de seus componentes é:

fração molar do HNO3 = 0,205 0u 20,5%

fração molar da H2O = 0,795 ou 79,5%

Explicação:

a) A molalidade é uma modalidade de concentração que envolve o número de mols do soluto e a massa do solvente em quilograma.

Vamos então calcular inicialmente a massa da solução a partir da sua densidade

densidade = massa da solução  / volume da solução

Base de Cálculo: 1 L de solução

Considerando 1 L de solução d = 1,3 g/cm3 = 1300 g/L temos

m = massa da solução = 1300 g x 1 L = 1300 g

Cáculo da quantidade em massa de HNO3 (47,5% m/m)

Temos 47,5 g de HNO3 ========== 100 g de solução

           m1                                             1300 g

m1 = 617,5 g de HNO3

Cáculo da quantidade em massa de H2O

A massa de água na solução (m2) será: 1300 - 617,5 =682,5 g  ou 0,6825 kg

Cálculo da massa molar do HNO3 (H = 1 u, N = 14 u e O = 16 u)

HNO3 = 1 + 14 + 3 x16 = 63 g/mol

Cálculo da quantidade de matéria (mol) de HNO3

63 g ========== 1 mol

617,5 g                n

n = 617,5 / 63 = 9,8 mol de HNO3

Cálculo da Molalidade

C(mol/kg) = número de mol do soluto(HNO3) / massa do solvente em kg

C(mol/kg) = 9,8 / 0,6825 = 14,36 ≅ 14,4 molal

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b)  Fração Molar dos componentes da solução

Como a fração molar é i número de mol de cada componente / número de mol total, precisamos calcular a quantidade de matéria da água ou seja

H2O = 2 x 1 + 1 x 16 = 18 g / mol

1 mol ========== 18 g

n2                        682,5 g

n2 = 37,9 mol de H2O

Resumindo as informações temos

número de mol de HNO3 n1 =    9,8 mol (veja letra a)

número de mol da H2O    n2 = 37,9 mol

número de mol total =      n    = 47,7 mol

A fração molar do HNO3 (designada por X1) e a da água (designada por X2) será:

X1 = n1/n = 9,8 / 47,7 = 0,205 ou 20,5%

X2 = n2/n = 37.9 / 47,7 = 0,795 ou 79,5%