Um instrumento desenvolvido para medida de concentração de soluções aquosas não eletrolíticas consta de:
a. um recipiente contendo água destilada;
b. um tubo cilíndrico feito de uma membrana semipermeável, que permite apenas passagem de água, fechado em sua extremidade inferior;
c. um sistema mecânico que permite comprimir a solução no interior do tubo, pela utilização de pesos de massa padrão.
O tubo cilíndrico possui uma seção transversal de e apresenta duas marcas distanciadas de uma da outra. Para medir a concentração de uma solução, coloca-se a solução em questão no interior do tubo, até atingir a primeira marca. Faz-se a imersão do tubo no recipiente com água, até que a primeira marca fique no nível da superfície da água do recipiente. Comprime-se então a solução no tubo, adicionando as massas padrão, até que, no equilíbrio, a solução fique na altura da segunda marca do tubo, anotando-se a massa total utilizada. Devido a considerações experimentais, especialmente da resistência da membrana, o esforço máximo que pode ser aplicado corresponde à colocação de uma massa de .
Considerando a massa específica das soluções como sendo a mesma da água e que todas as medidas devem ser realizadas a , calcule as concentrações mínima e máxima que tal instrumento pode medir.
- $1 atm = 760 mm Hg = 10,33\ m\ \ce{H2O} = 1,013 \times 10^5\ Pa$;
- aceleração da gravidade $= 9,80 m/s^2$;
- constante universal dos gases $= 0,082\ atm\cdot L/mol\cdot K$;
- massa específica da água a $27^\circ C = 1,00\ g/cm^3$.