No planejamento de um ensaio cinético, preparou-se uma solução binária de águ...

Esta questão envolve conceitos de concentração em molaridade, densidade e fração molar, que são fundamentais em Química para caracterizar soluções. A concentração em mol.L⁻¹ (molaridade) indica a quantidade de mols de soluto por litro de solução. Já a densidade relaciona a massa total da solução pelo seu volume, permitindo converter entre massa e volume quando for necessário. A fração molar é uma forma de expressar a concentração relativa dos componentes da mistura, definida como o número de mols de um componente dividido pelo total de mols na mistura.

Vamos analisar o problema passo a passo. Sabemos que a concentração de etanol é 8,0 mol/L e a densidade da solução é 0,928 g/cm³, o que equivale a 928 g/L (já que 1 cm³ = 1 mL). Isso nos fornece a massa total da solução em 1 litro.

Primeiro, calculamos a massa de etanol em 1 litro: massa_molécula_etanol = 12*2 + 1*6 + 16 = 46 g/mol. Então, massa de etanol = 8 mol * 46 g/mol = 368 g.

A massa total da solução é 928 g (massa total no litro). Logo, a massa de água na solução é 928 - 368 = 560 g.

Agora, vamos calcular o número de mols de água: massa molar da água = 18 g/mol; então mols de água = 560 / 18 ≈ 31,11 mol.

A fração molar do etanol é então dado por: X_etanol = mols_et = 8 / (8 + 31,11) ≈ 8 / 39,11 ≈ 0,204.

Esse valor está mais próximo de 0,20, que corresponde à alternativa b).

Portanto, a fração molar do etanol na mistura é aproximadamente 0,20.