Lei de Raoult exercícios resolvidos

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Questão 1

(PUC-RS) Eventualmente, a solução 0,30 M de glicose é utilizada em injeção intravenosa, pois tem pressão osmótica próxima à do sangue. Qual a pressão osmótica, em atmosferas, da referida solução a 37° C?

a) 1,00

b) 1,50

c) 1,76

d) 7,63

e) 9,83

Questão 2

Seguindo os passos do químico francês François-Marie Raoult (1830-1901), que pesquisou sobre o efeito criométrico nas soluções, um estudante de Química dissolveu 90 g de glicose (C6H12O6) em 400 g de água e aqueceu o conjunto. Sabendo que o Kc da água é 1,86 ºC/mol, qual foi a temperatura inicial de congelamento por ele encontrada depois de algum tempo?

(Dados: M1 da glicose = 180g/mol, M2 da água= 18g/mol)

a) 2,20 ºC.

b) 2,72 ºC.

c) 7,22 ºC.

d) 2,27 ºC.

Questão 3

(ACAFE SC) O abaixamento da pressão de vapor do solvente em soluções não eletrolíticas pode ser estudado pela Lei de Raoult: P1 = X1.P2, onde P2 é a pressão de vapor do solvente na solução, P2 é a pressão de vapor do solvente puro à mesma temperatura e X1 é a fração molar do solvente. Qual a variação da pressão de vapor do solvente (em módulo) de uma solução que possui 18g de glicose em 90g da água a 40ºC?

Dados: Considere que a pressão de vapor da água a 40ºC = 55,3 mmHg; massa molar da glicose = 180 g/mol; massa molar da água = 18 g/mol.

a) 3,4 mmHg

b) 54,2 mmHg

c) 2,4 mmHg

d) 1,1 mmHg

Questão 4

Sabendo que uma solução aquosa de sacarose apresenta concentração 0,80 molal, o cálculo da elevação do ponto de ebulição da água resultará em (°C):

Dado: Constante de ebulioscopia molal da água = 0,52°C/molal.

a) 5,2°C.

b) 2,6°C.

c) 0,416°C.

d) 0,26°C.

e) 0,13°C.

Resposta - Questão 1

Letra d).

Dados do exercício:

M = 0,3 M
T = 37 oC ou 310 K (somando 37 com 273)

Observação: R = 0,082 atm.L. mol-1. K-1 (constante universal dos gases perfeitos)

Calculando a pressão osmótica:

Π = M.R.T
Π = 0,3.0,082.310
Π = 7,62 atm

Resposta - Questão 2

Letra b).

Os dados fornecidos são:

m1 = 90 g
m2 = 400 g
p2 = 55,3 mmHg
M1 = 180g/mol
M2 = 18g/mol Kc = 1,86 ºC/mol

Δtc = ?

Cálculo do Δtc com a fórmula:

Δtc = Kc.W

Δtc= Kc.m1
        M1.m2

Δtc = 1,86.90
         180.0,4

Δtc = 167,4
           72

Δtc = 2,72 ºC

Resposta - Questão 3

Letra d).

Os dados fornecidos são:

m1 = 18 g
m2 = 90 g
p2 = 55,3 mmHg
M1 = 180g/mol
M2 = 18g/mol
Δp = ?

Cálculo do Δp com a fórmula:

 Δp = Kt.W
p2

 Δp = Kt.m1
p2     M1.m2

 Δp = 0,018.18
55,3  180.0,09

 Δp = 55,3.0,018.18
16,2

 Δp = 17,91
16,2

Δp = 1,10 mmHg

Resposta - Questão 4

Letra c).

Os dados fornecidos são:

Δte = ?
W = 0,8 molal
Ke = 0,52°C/molal

Assim, para calcular o Δte, utilizaremos a seguinte fórmula:

Δte = Ke.W
Δte = 0,52.0,8
Δte = 0,416 °CB

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Lei de Raoult exercícios resolvidos
26EXERCÍCIOS RESOLVIDOS01. Uma mistura de dois componentes A e B se encontra num recipiente fechado formando duas fases, emequilíbrio, uma líquida e outra gasosa. A fase líquida contem mA e mB gramas de A e B a temperatura "t".Determinar analiticamente e graficamente:a) as pressões parciais dos componentes e a pressão total da mistura.b) a composição da fase vapor em % volumétrica.Dados:MA = massa molar de A poA = pressão máxima de vapor de A a "t"MB = massa molar de B poB = pressão máxima de vapor de B a "t"Cálculo do número de mols e fração molar dos componentes na fase líquidanA = XA =nB = XB =Cálculo das pressões parciais através da Lei de RaoultpA = XA . poAPB = XB . poBCálculo da composição Volumétrica da mistura gasosaObs. para mistura de gases temos:% molar = %volumétrica = % de pressões%VA = e %VB =Resolução GráficaComo veremos na representação gráfica da Lei de Raoult a reta passa por dois pontos característicos:1) Corta o eixo das abcissas em X = 02) Corta o eixo das ordenadas para X = 1, determinando poi do componente.Dada a mistura líquida de A e B, com composição da fase líquida XA e XB em equilíbrio com sua fasevapor de A e B, determinar graficamente pA, pB e Ptotal da fase gasosa.nT = nA + nBPT = pA + pB (Lei de Dalton)+ = mas: = então: + =L = mistura de A e B na fase líquida emequilíbrio com seus vaporesXA = fração molar do componente A namistura líquida em equilíbrio com seusvaporesXB = fração molar do componente B namistura líquida em equilíbrio com seusvapores= pressão do componente A na fasevapor em equilíbrio com a mistura líquida= pressão do componente B na fasevapor em equilíbrio com a mistura líquida= pressão da mistura de vapores de Ae Bem equilíbrio com a mistura líquidaXA = 1 XB XA XA = 0XB = 0 XB = 1pApBPtotalpoApoBLMNO2702. A temperatura de 31,5ºC uma mistura formada por 60g de benzeno e 40g de octano comporta-seidealmente. Calcular a pressão total da fase vapor e a composição porcentual em volume da fase vapor.Dados: pressão máxima de vapor a 31,5ºC Massa MolarBenzeno 127,7 mmHg 78 g/molOctano 20,0 mmHg 114 g/molCálculo das frações molares dos componentes na fase líquidanB = = = 0,769 molnO = = = 0,351 molXB = = = 0,687 e XO = = = 0,313Cálculo das pressões parciais e pressão total da fase vaporAtravés da Lei de Raoult temos:pB = XB . poB = 0,687 . 127,7 = 87,73 mmHgpO = XO . poO = 0,313 . 20,0 = 6,26 mmHgAtravés da Lei de Dalton temos:PT = pB + pO = 87,73 + 6,26 = 93,99 mmHgCálculo da composição Volumétrica da mistura gasosaObs. para mistura de gases temos: % molar = %volumétrica = % de pressões%VB = = 0,9334 = = 93,34%%VB = = 0,0666 = = 6,66%Resolução GráficanT = nA + nB = 0,769 + 0,351 = 1,12 mol2803. Uma mistura de clorobenzeno(112,5g/mol) e bromobenzeno(157g/mol) comporta-se idealmente.Sabendo-se que as pressões máximas de vapor (PMV) dos componentes puros a 137ºC sãorespectivamente 863,0 mmHg e 453,0 mmHg. Calcular:a) a composição em massa da fase líquida em equilíbrio com a fase vapor que possui ponto de ebuliçãonormal de 137ºC.b) as pressões parciais e a composição volumétrica da fase vapor.Na ebulição a pressão do vapor do líquido se iguala a pressão atmosférica, portanto baseado Lei deDalton temos: pCl + pBr = 760 mmHg (pressão normal)Através da Lei de Raoult podemos escrever: pCl = XCl . poCl e pBr = XBr . poBrSubstituindo na equação anterior temos: (XCl . poCl) + (XBr . poBr) = 760Substituindo as PMV temos: 863,0 . XCl + 453,0 . XBr = 760 (1)Como: XCl + XBr = 1 (2)Resolvendo o sistema com as equações (1) e (2), resulta: XCl = 0,7488 e XBr = 0,2512Tomando como base de cálculo, 100 mol da mistura de clorobenzeno e bromobenzeno temos:nCl = 0,7488 . 100 = 74,88 mol e nBr = 0,2512 . 100 = 25,12 molmCl = 74,88 mol . 112,5g/mol = 8424,0 g e mBr = 25,12 mol . 157g/mol = 3943,8 gmtotal = 8424,0 g + 3943,8 g = 12367,8 gCálculo da composição em massa da fase líquida%mCl = = 0,6811 = = 68,11%%mBr = = 0,3189 = = 31,89%Cálculo das pressões parciaispCl = XCl . poCl = 0,7488 . 863,0 = 646,21 mmHgpBr = XBr . poBr = 0,2512 . 453,0 = 113,79 mmHgPtotal = 646,21 mmHg + 113,79 mmHg = 760,0 mmHgCálculo da composição volumétrica da fase vaporObs. para mistura de gases temos: % molar = %volumétrica = % de pressões%VCl = = 0,8503 = = 85,03%%VB = = 0,1497 = = 14,97%2904. Uma mistura de cloreto de etileno e de tolueno formada por 60g de cloreto de etileno e 40g de toluenocomporta-se idealmente a temperatura de 50ºC. Calcular:a) a pressão total da misturab) a composição da fase vapor em % volumétricac) a composição em massa da fase gasosa em equilíbrio com a fase líquidaDados: Cloreto de Etileno Toluenopressão máxima de vapor a 31,5ºC 268 mmHg 236 mmHgMassa Molar 99 g/mol 92 g/molCálculo das frações molares dos componentes na fase líquidanC = = = 0,606 molnT = = = 0,435 molXC = = = 0,582 e XT = = = 0,418Cálculo das pressões parciais e pressão total da fase vaporAtravés da Lei de Raoult temos:PC = XC . poC = 0,582 . 268 = 155,98 mmHgPT = XT . poT = 0,418 . 236 = 98,65mmHgAtravés da Lei de Dalton temos:PT= pC + pT = 155,98+98,65 = 254,63 mmHgCálculo da composição Volumétrica da mistura gasosaObs. para mistura de gases temos: % molar = %volumétrica = % de pressões%VC = = 0,6126 = = 61,26%%VT = = 0,3874 = = 38,74%Cálculo da composição em massa da mistura gasosaObs. para mistura de gases temos: % molar = %volumétrica = % de pressõesTomando como base de cálculo, 10 mol da mistura temos:nC = 0,6126 . 10 = 6,126 mol e nT = 0,3874 . 10 = 3,874 molmC = 6,126 mol . 99 g/mol = 606,47 g e mT = 3,874 mol . 92 g/mol = 356,41 gmtotal = 606,47 g + 356,41 g = 962,88 g%mC = = 0,6299 = = 62,99%%mT = = 0,3701 = = 37,01%nTotal = nC + nT = 0,606 + 0,435 = 1,041 mol3005. Octano e hexano formam uma mistura ideal. Determinar:a) a composição da fase vapor de uma mistura líquida equimolar dos dois componentes a 40ºC.b) a massa adicionada de hexano a uma mistura equimolar que contem 1 mol de octano, de modo a obtera 50ºC uma pressão total igual ao dobro da solução a 40ºC.Dados: Hexano Octanopressão máxima de vapor a 40ºC 293 mmHg 33,0 mmHgpressão máxima de vapor a 50ºC 400 mmHg 52,0 mmHgMassa Molar 86 g/mol 114 g/molSe a mistura é equimolar temos: nH = nO , portanto: XH = XO = 0,5Cálculo das pressões parciais e pressão total da fase vapor a 40ºCAtravés da Lei de Raoult temos:pH = XH . poH = 0,5 . 293 = 146,5 mmHgpO = XO . poO = 0,5 . 33 = 16,5 mmHgAtravés da Lei de Dalton temos:PT= pC + pT = 146,5+16,5 = 163,0 mmHgCálculo da composição Volumétrica da fase vapor a 40ºCObs. para mistura de gases temos: % molar = %volumétrica = % de pressões%VH = = 0,899 = = 89,9%%VO = = 0,101 = = 10,1%Cálculos a 50ºCP´T = 2 . 163,0 mmHg = 326 mmHgAtravés da Lei de Raoult temos:p´H = X´H . po´H = X´H . 400p´O = X´O . po´O = X´O . 52Através da Lei de Dalton temos:X´H . 400 + X´O . 52 = 326 (1)Como: X´H + X´O = 1 (2)Resolvendo o sistema com as equações (1) e (2), resulta:X´H = 0,7874 e X´O = 0,2126X´O = ........... nTotal = .............. nTotal = = 4,7037 molcomo a mistura inicial tinha 1 mol de cada componente,nH = 4,7037 – 1 = 3,7037 mol .......... mH = 3,7037 mol . 86 g/mol = 318,5 ga massa de hexano que foi acrescentada é:mH = 318,5 g - 86 g = 232,5 g de hexano3106. Uma mistura de hexano e heptano comporta-se idealmente a 31,6ºC. A análise da fase vapor de umamistura dos dois componentes acusou a presença de 60% em volume de hexano. Calcular a composiçãoporcentual em massa da fase líquido em equilíbrio com a fase vapor.Dados: Hexano Heptanopressão máxima de vapor a 31,6ºC 200,0 mmHg 63,5 mmHgMassa Molar 86 g/mol 100 g/molCálculo das pressões parciais da mistura gasosaAtravés da Lei de Raoult temos:Phex = Xhex . pohex = Xhex . 200Phep = Xhep . pohep = Xhep . 63,5% molar = %volumétrica = % de pressõesphex = 0,6 . PTotalphep = 0,4 . PTotalCálculo das frações molares dos componentes na fase líquidaphex = 0,6 . PTotal = Xhex . 200phep = 0,4 . PTotal = Xhep . 63,5Como: Xhex + Xhep = 1 (2)Resolvendo o sistema com as equações (1) e (2), resulta: Xhex = 0,322 e Xhep = 0,678Tomando como base de cálculo, 10 mol da mistura temos:nhex = 0,322 . 10 = 3,22 mol e nhep = 0,678 . 10 = 6,78 molmhex = 3,22 mol . 86 g/mol = 276,92 g e mhep = 6,78 mol . 100 g/mol = 678 gmtotal = 276,92 g + 678 g = 954,92 g%mhex = = 0, 29 = = 29%%mhep = = 0,71 = = 71%PTotal = = .......... = 0,476 (1)