Fração mássica, molar e volumétrica

POR Pedro Coelho

Publicado: domingo, 7 de junho de 2015

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A composição de uma mistura pode ser expressa de varias maneiras, podendo ser expressa em fração mássica, molar e volumétrica. Nessa postagem, eu estarei mostrando como se faz a conversão de um tipo de fração em outro, através de alguns exercícios.

Fração Mássica

Sendo:
mi= massa do componente i
mt= massa total da mistura
%Pi = porcentagem em peso de i

Fração volumétrica

Sendo:
Vi= volume do componente i
Vt= volume total da mistura
%Vi = porcentagem em volume de i

Fração Molar

Sendo:
ni= número de mols de i
nt= número total de mols da mistura
%ni = porcentagem molar de i

Exemplos Prático

1) Uma mistura gasosa apresenta a seguinte composição em peso :12% H₂; 44% CO₂e 44% % de C₃H₈.Calcule a sua composição molar

Dados: massa molar do oxigênio (O) = 16 g/mol
massa molar do carbono (C) = 12g/mol
massa molar do hidrogênio (H) = 1g/mol

Base de Cálculo: mtotal= 100g

Calculando a massa molar dos compostos

Mol do C₃H₈= 3(12) + 8(1) = 44g/mol
Mol do CO₂= 12 + 2(16) = 44g/mol
Mol do H₂= 2 g/mol

Calculando o número de mols dos compostos

${{n}_{{{H}_{2}}}}=\frac{massa~de~{{H}_{2}}}{massa~molar~de~{{H}_{2}}~}=\frac{12g}{2g/mol}=6mol$

${{n}_{C{{O}_{2}}}}=\frac{massa~de~C{{O}_{2}}}{massa~molar~de~C{{O}_{2}}~}=\frac{44g}{44g/mol}=1mol$

${{n}_{C{{O}_{2}}}}=\frac{massa~de~{{C}_{3}}{{H}_{8}}}{massa~molar~de~{{C}_{3}}{{H}_{8}}~}=\frac{44g}{44g/mol}=1mol$

Número de mols da mistura

${{n}_{total}}=6+1+1=8mol$

Calculando as porcentagens molares (%molar) dos compostos

$Porcentagem~molar~de~{{H}_{2}}=\frac{6}{8}.100=75%$

$Porcentagem~molar~de~C{{O}_{2}}=\frac{1}{8}.100=12,5%$

$Porcentagem~molar~de~{{C}_{3}}{{H}_{8}}=\frac{1}{8}.100=12,5%$

2) Calcular a composição peso e volumétrica de um a mistura liquida que apresenta a seguinte composição 30% molar de acetona e 70 % molar de água.

Dados: M acetona = 58g/mol ,M água = 18g/mol

Densidade da acetona (ρ) = 0,791 g/cm³

Densidade da água (ρ) = 1 g/cm³

Calculando a massa dos compostos da mistura

${{m}_{acetona}}={{n}_{acetona}}.{{M}_{acetona}}=30x58=1740g$

${{m}_{\acute{a}gua}}={{n}_{\acute{a}gua}}.{{M}_{\acute{a}gua}}=70x18=1260g$

Calculando a massa total da mistura

${{m}_{total}}=1740+1260=3000g$

Calculando as porcentagens em peso dos compostos na mistura

$Porcentagem~do~peso~de~acetona=\frac{1740}{3000}x100=58%$

$Porcentagem~do~peso~de~\acute{a}gua=\frac{1260}{3000}x100=42%$

Calculando o volume dos compostos da mistura

${{V}_{acetona}}=\frac{m}{\rho }=\frac{1740g}{0,791g/c{{m}^{3}}}=2199,75c{{m}^{3}}$

${{V}_{\acute{a}gua}}=\frac{m}{\rho }=\frac{1260g}{1g/c{{m}^{3}}}=1260c{{m}^{3}}$

Calculando o volume total da mistura

${{V}_{total}}=2199,75+1260=3459,75c{{m}^{3}}$

Calculando as porcentagens em volume dos compostos na mistura

$Porcentagem~do~volume~de~acetona=\frac{2199,75}{3459,75}x100=63,58%$

$Porcentagem~do~volume~de~\acute{a}gua=\frac{1260}{3459,75}x100=36,42%$

Referências

• CANTON, Paulo R., Apostila de Química Geral Experimental I, UNISANTA, Santos, São Paulo, 2010
• Notas de Química Geral, Pedro Coelho, Santos, São Paulo, 2012.

Sobre o autor

Olá meu nome é Pedro Coelho, eu sou engenheiro químico com Pós Graduação em Engenharia de Segurança do Trabalho e também sou Green Belt em Lean Six Sigma. Além disso, eu estou estudando Engenharia Civil, e em parte de minhas horas vagas me dedico a escrever artigos aqui no ENGQUIMICASANTOSSP, para ajudar estudantes de Engenharia Química e de áreas correlatas. Se você está curtindo essa postagem, siga-nos através de nossas paginas nas redes sociais e compartilhe com seus amigos para eles curtirem também :)