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Exercícios sobre os cálculos envolvendo ebulioscopia

Com estes exercícios, é possível avaliar seus conhecimentos sobre os cálculos envolvendo ebulioscopia e determinar temperatura e massa relativas a essa propriedade coligativa.

Questão 1

A substância glicerol é um álcool obtido a partir da fabricação do biodiesel, muito utilizado na produção de sabões e sabonetes. Se adicionarmos 40 g dessa substância a 800 g de água, qual será o valor do ponto de ebulição da água na solução formada, considerando a Ke da água igual a 0,52 ºC.kg.mol-1? (Dado: massa molar do glicerol = 92 g/mol).

a) 100,28 ºC

b) 100,14 ºC

c) 100,25 ºC

d) 100,08 ºC

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Questão 2

Em certo experimento laboratorial, um estudante de Química pretende determinar a quantidade de metanol (massa molar: 32 g/mol) que foi dissolvida em 500 g de acetona. Ao longo do experimento, ele percebeu que essa mistura promoveu um aumento de 0,40 oC na temperatura de ebulição da acetona. Baseando-se nos dados indicados, e no fato de a constante ebulioscópica da acetona ser igual a 1,72 ºC.Kg.mol–1, determine a massa de metanol na mistura.

a) 3,7 g

b) 4,5 g

c) 2,3 g

d) 6,4 g

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Questão 3

(Uece) O cloreto de cálcio tem larga aplicação industrial nos sistemas de refrigeração, na produção do cimento, na coagulação de leite para a fabricação de queijos, e uma excelente utilização como controlador da umidade. Uma solução de cloreto de cálcio utilizada para fins industriais apresenta molalidade 2 e tem ponto de ebulição 103,016 ºC sob pressão de 1 atm. Sabendo que a constante ebulioscópica da água é 0,52 ºC, o seu grau de dissociação iônica aparente é

a) 80%.

b) 85%.

c) 90%.

d) 95%.

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Questão 4

(Uece) O ponto de ebulição do etanol em determinadas condições é 78,22 ºC. Ao dissolver um pouco de fenol no etanol, um estudante de Química produziu uma solução com ponto de ebulição 78,82 ºC, nas mesmas condições. Sabendo-se que o etanol tem Ke = 1,2 ºC, pode-se afirmar corretamente que a molalidade da solução é

a) 0,25 M.

b) 0,30 M.

c) 0,50 M.

d) 0,60 M.

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Respostas

Resposta Questão 1

Letra a). Para saber a resposta correta, devemos realizar os seguintes passos:

1º Passo: Retirar e identificar os dados do enunciado.

- M1 (massa molar do glicerol) = 92 g/mol;

- m1 (massa de glicerol dissolvida) = 40 g;

- m2 (massa de água) = 800 g ou 0,8 Kg (após dividir por 100), pois a molalidade é trabalhada em Kg;

- Ke (constante ebulioscópica) = 0,52 oC;

- t (ponto de ebulição da água na solução) =?

- t2 (ponto de ebulição da água) = 100 oC.

2º Passo: Lembrar das fórmulas utilizadas na ebulioscopia.

Para a ebulioscopia, temos as fórmulas Δte = t-t2 e Δte = Ke.W. Para a molalidade: W =   m1 .
                       M1.m2

De acordo com os dados do exercício, se conectarmos essas fórmulas, teremos a seguinte expressão:

t-t2 = Ke.m1
       M1.m2

3º Passo: Utilizar os dados fornecidos pelo exercício na expressão montada no segundo passo:

t-t2 = Ke.m1
        M1.m2

t-100 = 0,52.40
             92.0,8

t-100 = 20,8
            73,6

t-100 = 0,28

t = 0,28 + 100

t = 100,28 oC (aproximadamente)

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Resposta Questão 2

Letra a). Para resolver a questão, devemos fazer os seguintes passos:

1º Passo: Retirar e identificar os dados do enunciado.

- M1 (massa molar do metanol) = 32 g/mol;

- m1 (massa de metanol dissolvida) =?

- m2 (massa de acetona) = 500 g ou 0,5 Kg (após dividir por 1000), pois a molalidade é trabalhada em Kg;

- Ke (constante ebulioscópica) = 1,72 oC.Kg.mol–1;

- Δte = 0,40 oC.

2º Passo: Lembrar das fórmulas utilizadas na ebulioscopia.

Para a ebulioscopia, temos as fórmulas Δte = t-t2 e Δte = Ke.W. Para a molalidade: W = m1 .
                       M1.m2

Ao conectá-las, de acordo com os dados do exercício, teremos a seguinte expressão:

Δte = Ke.m1
        M1.m2

3º Passo: Utilizar os dados fornecidos pelo exercício na expressão montada no segundo passo:

Δte = Ke.m1
         M1.m2

0,4 = 1,72.m1
        32.0,5

0,4.32.0,5 = 1,72.m1

6,4 = 1,72.m1

m1 = 6,4
        1,72

m1 = 3,72 g (aproximadamente)

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Resposta Questão 3

Letra d). Para saber a resposta correta, devemos realizar os seguintes passos:

1º Passo: Retirar e identificar os dados do enunciado.

- Fórmula do composto = CaCl2;

- q (numero de íons presentes na fórmula) = 3;

- W (molalidade) = 2 mol/Kg;

- Ke (constante ebulioscópica) = 0,52 oC;

- t (ponto de ebulição da solução) = 103,016 oC;

- t2 (ponto de ebulição da água) = 100 oC.

- α =?

2º Passo: Lembrar da fórmula da ebulioscopia e do fator de Van't Hoff.

Para a ebulioscopia, as fórmulas são Δte = t-t2 e Δte = Ke.W.i, e, para o fator de Van't Hoff (i), a fórmula é i = 1 + q.(α-1). Ao conectá-las de acordo com os dados do exercício, teremos a seguinte expressão:

t-t2 = Ke.W.[1 + α.(q-1)]

3º Passo: Utilizar os dados fornecidos pelo exercício na expressão montada no passo anterior:

103,016 – 100 = 0,52.2.[1 + α.(3-1)]

3,016 = 1,04.[1 + α.(2)]

3,016 = 1,04 [1 + 2α]

3,016 = 1,04 + 2,08.α

3,016 – 1,04 = 2,08.α

1,976 = 2,08.α

α = 1,976
      2,08

α = 0,95

4º Passo: Transformar o resultado encontrado em porcentagem.

Para isso, basta multiplicar a resultado encontrado por 100:

Porcentagem (P) = α.100

P = 0,95.100

P = 95 %

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Resposta Questão 4

Letra c). Para encontrar a resposta, devemos fazer os seguintes passos:

1º Passo: Retirar e identificar os dados do enunciado.

- W (molalidade) = 2 mol/Kg;

- Ke (constante ebulioscópica) = 1,2 °C;

- t (ponto de ebulição da solução) = 78,82 ºC;

- t2 (ponto de ebulição do etanol) = 78,22 ºC.

Passo 2: Lembrar das fórmulas da ebulioscopia.

Para a ebulioscopia, temos as fórmulas Δte = t-t2 e Δte = Ke.W. Ao conectá-las, teremos a seguinte expressão:

t-t2 = Ke.W

3º Passo: Utilizar os dados fornecidos pelo exercício na expressão formada no segundo passo:

t-t2 = Ke.W

78,82 – 78,22 = 1,2.W

0,60 = 1,2.W

W = 0,60
        1,2

W = 0,5 molal ou mol/Kg.

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