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Q545195 Química
Uma mistura de metanol e água a 25 °C apresenta o volume parcial molar de água igual a 17,8 cm3 mol−1 e o volume parcial molar do metanol igual a 38,4 cm3  mol−1. Com base nestas informações e sendo a massa específica do metanol de 0,791 g cm−3 e a da água igual a 1,000 g cm−3, assinale a opção CORRETA do volume total (em cm3 ) quando se adicionam 15 cm3 de metanol em 250 cm3 de água nessa temperatura.
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Alternativa Correta: C - 262

A questão explora o conceito de volumes parciais molares, que é a contribuição de cada componente de uma mistura para o volume total. Este é um conceito importante em misturas, especialmente quando os volumes não são aditivos.

Resumo Teórico:

O volume parcial molar é uma propriedade intensiva que indica como o volume de uma solução varia com a adição de um mol de um componente, mantendo-se a temperatura e a pressão constantes. Assim, o volume total de uma mistura não necessariamente é a soma dos volumes individuais dos componentes devido às interações entre as moléculas.

Para calcular o volume total da mistura, usamos a fórmula:

Volume Total = (n água x Volume Parcial Molar da água) + (n metanol x Volume Parcial Molar do metanol)

Passo a passo para a Solução:

  1. Calcular as massas dos componentes:
    • Massa do metanol = 15 cm³ x 0,791 g/cm³ = 11,865 g
    • Massa da água = 250 cm³ x 1,000 g/cm³ = 250 g
  2. Calcular os números de mols:
    • Mols de metanol (MM = 32 g/mol) = 11,865 g / 32 g/mol = 0,370 mol
    • Mols de água (MM = 18 g/mol) = 250 g / 18 g/mol = 13,889 mol
  3. Calcular o volume total usando os volumes parciais molares:
    • Volume total = (13,889 mol x 17,8 cm³/mol) + (0,370 mol x 38,4 cm³/mol)
    • Volume total = 247,24 cm³ + 14,21 cm³ = 261,45 cm³

Arredondando para o valor mais próximo, temos 262 cm³.

Análise das Alternativas Incorretas:

  • A - 250: Considera apenas o volume da água, ignorando o metanol.
  • B - 255: Não leva em conta corretamente o volume parcial molar dos dois componentes.
  • D - 270: Superestima o impacto dos volumes parciais molares.
  • E - 280: Erro na adição dos volumes parciais molares ou compreensão equivocada do conceito.

É importante lembrar que em misturas, o volume não é simplesmente aditivo devido às interações entre as moléculas dos diferentes componentes.

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