Em um experimento para determinar a massa molar de um composto orgânico não eletrólito, um estudante dissolveu 0,03 g\pu{0,03 g} do composto em 10 mL\pu{10 mL} de água.

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A constante crioscópica da água é kcong=2 K ⋅ kg ⋅ mol−1.k_\mathrm{cong} = \pu{2 K.kg.mol-1}.

  1. Explique a variação na temperatura da mistura ao longo do experimento.

  2. Explique a depressão na curva que ocorre 30 s\pu{30 s} após o início do experimento.

  3. Estime a massa molar do composto orgânico.

Gabarito
Gabarito
Etapa 1.(a) Explique a variação de temperatura.

À medida que a solução esfria, a água congela e a solução fica cada vez mais concentrada. Quanto mais concentrada a solução, menor é a temperatura de congelamento, portanto a temperatura decresce à medida que a solução congela.

Etapa 2.(b) Explique a depressão na curva.

A depressão é devida à sobrefusão da solução antes do início do congelamento.

Etapa 3.(c) Estime a massa molar.

A temperatura de equilíbrio durante o congelamento (após a recuperação da curva) é −0,025 °C\pu{-0,025 \degree C}, logo ΔTcong=0,025 K\Delta T_\mathrm{cong} = \pu{0,025 K}.

De ΔTcong=kcong×w\Delta T_\mathrm{cong} = k_\mathrm{cong} \times w, w=ΔTcongkcong=0,025 K2 K ⋅ kgmol=0,0125 mol ⋅ kg−1 w = \dfrac{ \Delta T_\mathrm{cong} }{ k_\mathrm{cong} } = \dfrac{ \pu{0,025 K} }{ \pu{2 K.kg//mol} } = \pu{0,0125 mol.kg-1}

De n=w×msolventen = w \times m_\text{solvente} com msolvente≈10 g=0,01 kgm_\text{solvente} \approx \pu{10 g} = \pu{0,01 kg}, n=0,0125 molkg×0,01 kg=0,125 mmol n = \pu{0,0125 mol//kg} \times \pu{0,01 kg} = \pu{0,125 mmol}

De M=m/nM = m/n, M=30 mg0,125 mmol=240 g ⋅ mol−1 M = \dfrac{ \pu{30 mg} }{ \pu{0,125 mmol} } = \boxed{ \pu{240 g.mol-1} }