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Os álcoois, muitos dos quais existentes na natureza, constituem uma família importante de compostos orgânicos. Na Figura 6, estão representados modelos tridimensionais de dois álcoois, o etanol e o propan-2-ol.
O etanol, $\mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{OH}\left(M=46,08 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}\right)$, é um dos álcoois mais comuns, podendo ser usado, por exemplo, como biocombustível.
Considere $14,0 \mathrm{~cm}^{3}$ de uma mistura de etanol e água, que contém $8,51 \mathrm{~g}$ de etanol. Essa mistura tem massa volúmica $0,868 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$, à temperatura a que se encontra.
Calcule a fração molar de etanol na mistura.
Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
A resolução deste item possui três etapas.
- Cálculo da quantidade de etanol existente em $14,0 \mathrm{~cm}^{3}$ da mistura:
$$n=\frac{m}{M} \Leftrightarrow n=\frac{8,51}{46,08} \Leftrightarrow n=0,1847 \mathrm{~mol}$$
- Cálculo da massa de água existente em $14,0 \mathrm{~cm}^{3}$ da mistura:
$$\frac{0,868 \mathrm{~g}}{1 \mathrm{~cm}^{3}}=\frac{m_{\text {total }}}{14,0 \mathrm{~cm}^{3}} \Leftrightarrow m_{\text {total }}=12,15 \mathrm{~g} \Rightarrow m_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=m_{\text {total }}-m_{\text {etanol }} \Leftrightarrow \\m_{\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}}=12,15-8,51=3,64 \mathrm{~g}$$
- Cálculo da fração molar de etanol na mistura:
Primeiramente, calcula-se a quantidade de água na mistura
$$n=\frac{m}{M} \Leftrightarrow n=\frac{3,64}{(2 \times 1,01+16,00)} \Leftrightarrow n=0,20 \mathrm{~mol}$$
Assim, é possível calcular a fração molar
$$x_{\text {etanol }}=\frac{n_{\text {etanol }}}{n_{\text {total }}} \Leftrightarrow x_{\text {etanol }}=\frac{0,1847}{0,1847+0,20} \Leftrightarrow x=0,48$$
Fonte: Lucas Campos
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