Questão 25

ITA 2007

Química

(ITA - 2007)

Prepara-se, a 25 °C, uma solução por meio da mistura de 25 mL de n-pentano e 45 mL de n-hexano. Dados: massa específica do n-pentano = 0,63 g/mL; massa específica do n-hexano = 0,66 g/mL; pressão de vapor do n-pentano = 511 torr; pressão de vapor do n-hexano = 150 torr.

Determine os seguintes valores, mostrando os cálculos efetuados:

(a) Fração molar do n-pentano na solução.

(b) Pressão de vapor da solução.

(c) Fração molar do n-pentano no vapor em equilíbrio com a solução.

Gabarito:

Resolução:

a)

A densidade é definida como a razão entre a massa e o volume

$d = frac{m}{V}$

Então as massas de n-pentano e n-hexano podem ser calculadas pela equação

$m = dcdot V$

• Cálculo da massa de n-pentano:

$m_{n-pentano} = d_{n-pentano}cdot V_{n-pentano}$

$m_{n-pentano} = 0,63;g;mL^{-1}cdot 25;mL$

$m_{n-pentano} =15,75;g$

• Cálculo da massa de n-hexano:

$m_{n-hexano} = d_{n-hexano}cdot V_{n-hexano}$

$m_{n-hexano} = 0,66;g;mL^{-1}cdot 45;mL$

$m_{n-hexano} =29,70;g$

A massa molar é definida como a razão entre a massa e a quantidade de matéria

$MM=frac{m}{n}$

então a quantidade de matéria de n-pentano e n-hexano pode ser calculada pela equação

$n=frac{m}{MM}$

• Cálculo da quantidade de matéria de n-pentano:

$n_{n-pentano}=frac{m_{n-pentano}}{MM_{n-pentano}}$

$n_{n-pentano}=frac{15,75;g}{72,15;g;mol^{-1}}$

$n_{n-pentano}=0,218;mol$

• Cálculo da quantidade de matéria de n-pentano:

$n_{n-hexano}=frac{m_{n-hexano}}{MM_{n-hexano}}$

$n_{n-hexano}=frac{29,70;g}{86,18;g;mol^{-1}}$

$n_{n-pentano}=0,345;mol$

• Cálculo da fração molar de n-pentano

$X_{n-pentano} = frac{n_{n-pentano}}{n_{total}} = frac{n_{n-pentano}}{n_{n-pentano}+n_{n-hexano}}$

$X_{n-pentano} = frac{0,218;mol}{0,218;mol+0,345;mol}$

$X_{n-pentano} = 0,387$

Portanto, a fração molar de n-hexano pode ser calculada a partir da equação

$X_{n-pentano} + X_{n-hexano}= 1$

$X_{n-hexano}= 0,613$

b)

A pressão de vapor da solução é a soma das pressões parciais de cada um dos componentes:

$p_{solucao} = p_{n-pentano}+p_{n-hexano}$

e, por sua vez, as pressões parciais são calculadas pela multiplicação entre as pressões de vapor dos componentes puros e as frações molares:

$p_{solucao} = p^{*}_{n-pentano}cdot X_{n-pentano}+p^{*}_{n-hexano}cdot X_{n-hexano}$

$p_{solucao} = 511cdot 0,387 + 150cdot 0,613$

$p_{solucao} = 289,7;torr$

c)

A fração molar do vapor de n-pentano em equilíbrio com a solução pode ser calculado pela equação

$p^{*}_{n-pentano}cdot X_{n-pentano} = X_{n-pentano;vapor}cdot p_{solucao}$

$511cdot 0,387 = X_{n-pentano;vapor}cdot 289,7$

$X_{n-pentano;vapor} = 0,683$

Questões relacionadas

Questão 17

(ITA - 2007 - 1a Fase) Assinale a opção que indica a substância que, entre as cinco, apresenta a maior temperatura de ebulição à pressão de 1 atm.

Questão 10

(ITA - 2007 - 1a Fase) Realizaram-se testes de solubilidade de pequenas porções de compostos orgânicos constituídos de cinco átomos de carbono, denominados de A, B,...

Questão 13

(ITA - 2007 - 1a Fase) Assinale a opção que nomeia o cientista responsável pela descoberta do oxigênio.

Questão 16

(ITA - 2007 - 1a Fase) Um recipiente fechado contendo a espécie química A é mantido a volume (V) e temperatura (T) constantes. Considere que essa espécie se decomponha de...