Exercícios sobre o número de partículas em uma solução
Esta lista de exercícios aborda o cálculo do número de partículas em uma solução a partir de situações em que esse recurso é necessário para determinar o efeito coligativo.
(ITA) Considere os valores da temperatura de congelamento de soluções 1 milimol/L das seguintes substâncias:
I. Al2(SO4)3
II. Na2B4O7
III. K2Cr2O7
IV. Na2CrO4
V. Al(NO3)3.9H2O
Assinale a alternativa correta relativa à comparação dos valores dessas temperaturas:
a) I < II < V < III < IV.
b) I < V < II < III < IV.
c) II < III < IV < I < V.
d) V < II < III < IV < I.
e) V < II < III < IV < I.
Quando um soluto iônico é adicionado à água, sofre ionização ou dissociação, fazendo com que o número de partículas presentes no líquido seja maior com relação a um soluto molecular. Um exemplo é o cloreto de sódio (NaCl), o qual, em água, apresenta um grau de dissociação igual a 90%. A partir dessa informação, qual seria o número de partículas presentes em uma solução aquosa que apresentasse 80 gramas de cloreto de sódio dissolvidos?
a) 11,58.1021
b) 12,58.1022
c) 14,58.1023
d) 13,58.1024
e) 15,58.1023
(Unimep-SP) Foram determinadas experimentalmente as temperaturas de ebulição (te) de soluções aquosas de KCl, Na2SO4, Al2(SO4)3, K3PO4 e NaCl (eletrólitos fortes), todas de concentrações 1 molar, à pressão de 1 atm. A solução que apresenta maior elevação do ponto de ebulição é a de:
a) KCl
b) K3PO4
c) NaCl
d) Al2(SO4)3
e) Na2SO4
Durante um experimento laboratorial, um químico prepara uma solução adicionando 120 g de cloreto de magnésio (MgCl2), um sal cujo grau de dissociação é de 40%, em 800 mL de água. A partir dessas informações, qual é o número de partículas do cloreto de magnésio presente na solução preparada?
a) 7,57.1023
b) 6,57.1022
c) 13,621023
d) 12,62.1022
e) 12,62.1023
Letra b). A intensidade do efeito coligativo está diretamente relacionada à quantidade de partículas presentes na solução. No caso da temperatura de congelamento, quanto maior o número de partículas, menor será o ponto de congelamento, já que as partículas dificultam o congelamento do solvente.
Para colocar as soluções em ordem crescente de ponto de congelamento, devemos determinar o número de íons liberados na solução a partir da dissociação, uma vez que o exercício não fornece o grau de dissociação de nenhum dos solutos e todas as soluções apresentam a mesma concentração molar. Observe:
I- 5 íons dissociados: 2 Al+3 e 3 SO4-2
II- 3 íons dissociados: 2 Na+1 e 1 B4O7-2
III- 3 íons dissociados: 2 K+1 e 1 Cr2O7-2
IV- 3 íons dissociados: 2 Na+1 e 1 CrO4-2
V- 4 íons dissociados: 1 Al+3 e 3 NO3-1
Assim, na substância I, temos mais partículas, logo, sua solução tem o menor ponto de congelamento de todos. A substância V possui menos partículas que I, porém, possui mais partículas que II, III e IV, portanto, ela apresenta um ponto de congelamento maior que I e menor que as demais.
Letra e). Para determinar o número de partículas presentes nessa solução, é interessante realizar os seguintes passos:
1º Passo: Determinar a massa molar do cloreto de sódio, multiplicando a quantidade de átomos de cada elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:
Mmolar = 1.MNa + 1.MCl
Mmolar = 1.23 + 1.35,5
Mmolar = 23 + 35,5
Mmolar = 58,5 g/mol
2º Passo: Determinar o número de íons-fórmula (partículas) referentes aos 80 gramas de NaCl. Para isso, basta montar uma regra de três no seguinte molde:
58,5 g de NaCl---------6.1023 partículas
80 g de NaCl----------x
58,5.x = 80. 6.1023
58,5x = 480.1023
x = 480.1023
58,5
x = 8,20.1023 partículas (íon-fórmulas)
3º Passo: Determinar o fator de correção de Van't Hoff, utilizando o grau de dissociação fornecido (90%) e o número de íons presentes no cloreto de sódio que, no caso, é igual a 2, na expressão abaixo:
i = 1 + α.(q-1)
i = 1 + 0,9.(2-1)
i = 1 + 0,9.(1)
i = 1 + 0,9
i = 1,9
4º Passo: Determinar o número de partículas real na solução, multiplicando a quantidade encontrada no segundo passo pelo fator de correção encontrado no terceiro passo:
Número de partículas = 8,20.1023 .1,9
Número de partículas = 15,58.1023 partículas
Letra d). O ponto de ebulição aumenta de acordo com o aumento do número de partículas presentes na solução. Como o exercício não fornece o grau de dissociação de nenhum dos solutos presentes nas soluções, terá maior elevação do ponto de ebulição aquela que possuir o soluto capaz de liberar o maior número de partículas a partir de sua dissociação:
a) 2 íons dissociados: 1 K+1 e 1 Cl-1
b) 4 íons dissociados: 3 K+1 e 1 PO4-3
c) 2 íons dissociados: 1 Na+1 e 1 Cl-1
d) 5 íons dissociados: 2 Al+3 e 3 SO4-2
e) 3 íons dissociados: 2 Na+1 e 1 SO4-2
Letra c). Para determinar o número de partículas presente nessa solução, é interessante seguir os passos abaixo:
1º Passo: Determinar a massa molar do cloreto de magnésio, multiplicando a quantidade de átomos de cada elemento pela sua massa atômica e, em seguida, somar os resultados:
Mmolar = 1.MMg + 2.MCl
Mmolar = 1.24 + 2.35,5
Mmolar = 24 + 71
Mmolar = 95 g/mol
2º Passo: Determinar o número de íons-fórmula (partículas) referente aos 120 gramas de MgCl2. Para isso, basta montar uma regra de três no seguinte molde:
95 g de MgCl2---------6.1023 partículas
120 g de MgCl2----------x
95.x = 120. 6.1023
95x = 720.1023
x = 720.1023
95
x = 7,57.1023 partículas (íons-fórmula)
3º Passo: Determinar o fator de correção de Van't Hoff, utilizando o grau de dissociação fornecido (90%) e o número de íons presente no cloreto de magnésio, que, no caso, é igual a 3, na expressão a seguir:
i = 1 + α.(q-1)
i = 1 + 0,4.(3-1)
i = 1 + 0,4.(2)
i = 1 + 0,8
i = 1,8
4º Passo: Determinar o número de partículas real na solução, multiplicando a quantidade encontrada no segundo passo pelo fator de correção encontrado no terceiro passo:
Número de partículas = 7,57.1023 .1,8
Número de partículas = 13,62.1023 partículas