Em solventes orgânicos, o ácido benzoico não se dissocia, mas sofre dimerização parcial: 2CX6HX5COOH(org)(CX6HX5COOH)X2(org) \ce{ 2 C6H5COOH(org) <=> (C6H5COOH)2(org) } A adição de 2,44 g\pu{2,44 g} de ácido benzoico em 100 g\pu{100 g} de CClX4\ce{CCl4} abaixa a temperatura de congelamento do solvente em 4,8 °C\pu{4,8 \degree C}.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração do ácido benzoico que está dimerizado na solução.

Dados

  • kcong(CClX4)=30 Kkgmolk_\mathrm{cong}(\ce{CCl4}) = \pu{30 K.kg//mol}
Gabarito 3E.10

Cálculo do número de mols de ácido benzoico: n=mMn=\frac{m}{M} n=2,44 g122 gmol1=0,02 moln=\frac{\pu{2,44 g}}{\pu{122 g mol-1}}=\pu{0,02 mol} A reação de dimerização é a seguinte: 2CX6HX5COOH(org)(CX6HX5COOH)X2(org)inıˊcio0,020reac¸a˜o0,02α+120,02αequilıˊbrio0,02(1α)0,01α\begin{matrix}&\ce{2C6H5COOH(org)}&\ce{->}&\ce{(C6H5COOH)2(org)} \\ \text{início}&0,02&&0 \\ \text{reação}&-0,02\alpha&&+ \frac{1}{2}0,02\alpha \\ \text{equilíbrio}&0,02(1-\alpha)&&0,01\alpha\end{matrix} Cálculo do número de mols de soluto: nsoluto=0,02(1α)+0,01α=0,02(112α)in_\ce{soluto}= 0,02(1-\alpha)+0,01\alpha=0,02\underbrace{(1-\frac{1}{2}\alpha)}_{i} Cálculo de α\alpha a partir da diminuição do ponto de congelamento: ΔTXcong=kcnsolutomsolvente|\ce{\Delta T_{cong}}|=k_{c}\frac{n_\ce{soluto}}{m_{\ce{solvente}}} 4,8 K=(30 Kkgmol1)0,02(112α)mol0,1 kg\pu{4,8 K}=(\pu{30 K kg mol-1})\frac{0,02\left(1- \frac{1}{2}\alpha\right)\pu{mol}}{\pu{0,1 kg}} α=40%\alpha=40\%