Fração molar
Fração molar do soluto: x_s = n_s / (n_s + n_solv).
Fração molar
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Fração molar (χ): composição de uma solução
A fração molar χᵢ do componente i é só os mols dele divididos pelo total de mols da mistura: χᵢ = nᵢ / Σnⱼ. O valor é adimensional, fica em algum ponto entre 0 e 1, e quando você soma todos os componentes chega a 1 (Σχᵢ = 1). Exemplo: 1 mol de soluto mais 9 mol de solvente dá χsoluto = 0,1 e χsolvente = 0,9. Enquanto a molaridade (mol/L) muda com temperatura e volume, a fração molar não se mexe, e é por isso que ela é a grandeza usada na termodinâmica de soluções. Lei de Raoult: P = χsolvente · P° (pressão de vapor de uma solução ideal).
Aplicações
Sustenta a termodinâmica de soluções (Leis de Raoult e Henry) e a destilação fracionada, em que separar petróleo ou etanol por ponto de ebulição depende de χ. Aparece nas misturas gasosas, da oxiterapia médica O₂/N₂ às atmosferas respiráveis para mergulho, e na engenharia química de colunas de separação e reatores. Para gases ideais, a fração molar coincide com a fração volumétrica (Lei de Avogadro).
Perguntas frequentes
Fração molar vs molaridade? A molaridade depende do volume, e o volume varia com T. A fração molar já está embutida na própria composição, então funciona bem para cálculos termodinâmicos e propriedades coligativas.
χ pode passar de 1? Não. Por definição χ ∈ [0, 1]. Um valor de 1 indica substância pura, e um valor de 0 indica que ela não está presente.
Porcentagem molar? Faça χ · 100%. Assim χ = 0,1 vira 10 mol%.
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Calcula a viscosidade intrínseca de um polímero pela equação de Mark-Houwink-Sakurada, [η] = K·Mᵃ, a partir das constantes K e a (específicas do par polímero-solvente-temperatura) e da massa molar viscosimétrica média M. O resultado, em dL/g, relaciona a viscosidade de uma solução diluída de polímero com sua massa molar — a base da determinação de massa molar por viscosimetria, uma técnica simples e barata. O expoente a (entre 0,5 e 0,8) reflete a conformação da cadeia no solvente: 0,5 para solvente teta (cadeia enovelada) e até 1,0 para cadeia estendida em bom solvente. Informe as constantes K, a e a massa molar.
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