Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ SOLUÇÕES 2.1 CONCEITO E CLASSIFICAÇÃO DE SOLUÇÕES 2.1.1 Dispersão Dispersão é todo o sistema na qual uma substância A, sob forma de pequenas partículas, distribui-se uniformemente em toda a extensão de uma outra substância B. A espécie química disseminada na forma de pequenas partículas é o DISPERSO (substância A) e, a outra espécie é o DISPERGENTE ou DISPERSANTE (substância B). Exemplo: Na dispersão de açúcar em água, o açúcar é o disperso e a água o dispergente. Tipos de dispersão Com base no tamanho (diâmetro) das partículas dispersas, as dispersões foram classificadas em: • Soluções (até 1 nm) • Dispersões coloidais (entre 1 e 100 nm) • Suspensões (acima de 100 nm) Dos três tipos de dispersão, somente a solução é um sistema MONOFÁSICO. Lembrando......... Quando juntamos duas espécies químicas diferentes e, não houver reação química entre elas, isto é, não houver formação de nova(s) espécie(s), teremos uma mistura. Exemplos: Mistura de água e açúcar Mistura de água e óleo Quando na mistura tiver apenas uma única característica em toda a sua extensão teremos uma mistura homogênea e, se tiver mais de um aspecto a mistura será heterogênea. Exemplos: Água e açúcar é uma mistura homogênea Água e óleo é uma mistura heterogênea Cada aspecto visível em uma mistura é denominada de fase. Obs: Numa solução, O disperso é chamado SOLUTO O dispersante é denominado SOLVENTE A expressão “Solução aquosa de cloreto de sódio” significa: NaCl é o soluto Água é o solvente 2.2 CLASSIFICAÇÃO DAS SOLUÇÕES 2.2.1 QUANTO AO ESTADO FÍSICO 1) Soluções sólidas 2) Soluções líquidas 3) Soluções gasosas As soluções podem ser encontradas em qualquer estado físico Solvente Soluto Classificação Exemplo Líquido Sólido Solução líquida Soro fisiológico Líquido Líquido Solução líquida Álcool 98% Líquido Gás Solução líquida Água mineral gasosa Gás Gás Solução gasosa Ar atmosférico Sólido Sólido Solução sólida Ouro 18 quilates 2.2.2 QUANTO À PROPORÇÃO ENTRE O SOLUTO E O SOLVENTE Solução diluída: quando a proporção de soluto é pequena em relação à do solvente. Normalmente soluções de concentração igual ou menor que 0,1 mol/L. Solução concentrada: quando a proporção do soluto é grande em relação ao solvente. Assim, ácido sulfúrico concentrado é uma solução de H2SO4 em água, com elevada concentração de H2SO4. Com base no coeficiente de solubilidade temos: Solução saturada: quantidade de soluto igual ao coeficiente de solubilidade. Solução não-saturada ou insaturada: quantidade de soluto inferior ao coeficiente de solubilidade. Solução supersaturada: quantidade de soluto superior ao coeficiente de solubilidade. As misturas HOMOGÊNEAS são denominadas SOLUÇÕES Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ 2.2. PROCESSO DE DISSOLUÇÃO, SOLUBILIDADE DAS SUBSTÂNCIAS, CURVA DE SOLUBILIDADE Solubilidade de uma substância é a quantidade máxima de soluto capaz de se dissolver totalmente em determinado solvente formando uma solução. Quem determina essa quantidade máxima é o coeficiente de solubilidade (CS). - A temperatura e a pressão interferem na capacidade de dissolução de um soluto em determinado solvente. Dissolução endotérmica – aumento da temperatura aumenta o CS (maioria das substâncias). Dissolução exotérmica – aumento da temperatura diminui o CS. Exercícios: 1. Se dissolvermos totalmente uma certa quantidade de sal em um solvente e, por qualquer perturbação, uma parte do sal se depositar, teremos no final uma solução: (a) saturada com corpo de fundo (b) supersaturada com corpo de fundo (c) insaturada (d) supersaturada sem corpo de fundo (e) saturada sem corpo de fundo 2. Um determinado sal tem coeficiente de solubilidade igual a 34g/100g de água, a 20ºC. Tendo-se 450g de água a 20 ºC, a quantidade, em gramas, desse sal, que permite preparar uma solução saturada, é de: a) 484g. b) 450g. c) 340g. d) 216g. e) 153g. 3. A solubilidade do K2Cr2O7, a 20ºC, é de 12g/100g de água. Sabendo que uma solução foi preparada dissolvendo-se 20g do sal em 100g de água a 60ºC e que depois, sem manter em repouso, ela foi resfriada a 20ºC, podemos afirmar que: a) todo sal continuou na solução. b) todo sal passou a formar um corpo de chão. c) 8g de sal foi depositado no fundo do recipiente. d) 12g do sal foi depositado no fundo do recipiente. e) 31g do sal passou a formar um corpo de chão. 4. Após a evaporação de toda a água de 25g de uma solução saturada (sem corpo de fundo) da substancia x, pesou-se o resíduo sólido, obtendo-se 5g. Se, na mesma temperatura do experimento anterior, adicionarmos 80g da substância x em 300g de agua, teremos uma solução: a) insaturada b) saturada sem corpo de fundo c) saturada com 5g de corpo de fundo d) saturada com 20g de corpo de fundo e) supersaturada 5. A solubilidade do ácido bórico (H3BO3), a 20°C, é de 5g em 100g de água. Adicionando-se 200g de H3BO3 em 1,00 kg de água, a 20°C, quantos gramas de ácido restam na fase sólida? a) 50g. b) 75g. c) 100 g. d) 150g. e) 175g. Coeficiente de Solubilidade (CS) é a quantidade máxima de um soluto A capaz de se dissolver totalmente numa quantidade padrão (100 g, 100 mL, 1L) do solvente B ou de uma solução, em determinada temperatura. Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ Exemplo: Curva de solubilidade do KNO3 Temperatura (°C) (g) KNO3 /100g de água 0 13,3 10 20,9 20 31,6 30 45,8 40 63,9 50 85,5 60 110 70 138 80 169 90 202 100 246 Exercícios de fixação: 1. Quantos gramas de KNO3 devem ser dissolvidos e 250g de água pura para obtermos uma solução saturada a 20°C? 2. Em que quantidade de água devem ser dissolvidos 10g de KNO3 para obtermos uma solução saturada a 50°C? 3. Uma solução X contém 41,8g de KNO3 dissolvidos em 200g de água. Classifique esta solução como saturada, insaturada ou supersaturada, nas seguintes temperaturas: a) 5°C b) 10°C c) 15°C 3. CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES Concentração de uma solução é uma relação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solução. Tipos de concentração mais utilizados: • Concentração comum (C) • Título em massa () • Título em volume (v) • Fração molar (X) • Concentração em quantidade de matéria • Partes por milhão (ppm) • Partes por bilhão (ppb) Convenção normalmente utilizada: Índice 1 = soluto Índice 2 = solvente Índice 3 = solução CONCENTRAÇÃO COMUM (C) 1- Concentração comum (C) é a relação entre a massa do soluto (m1), e o volume (V) da solução. gramas/litro m1 = massa de soluto, em gramas V = volume da solução, em litros Pode ser expressa em outras unidades: Kg/L; g/mL, g/cm3. Exemplo: “Uma solução de NaOH de concentração 80g/L” possui em cada litro, 80g de NaOH. 2- Densidade (d) de uma soluçãoé a relação entre a massa da solução e o volume da solução. g/L; g/mL; g/cm3 Curva de Solubilidade é a representação gráfica da solubilidade de uma substância em função da variação da temperatura. Concentração = quantidade (soluto) quantidade ( solução) C = m1 V d = m V Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ Exercícios de fixação: 1. Um frasco de laboratório contém 2,0L de uma solução aquosa de NaCl. A massa do sal dissolvida na solução é de 120g. Que volume deve ser retirado da solução inicial para que se obtenham 30g de sal dissolvidos? ___________________ 2. A concentração de uma solução é 5,0g/L. Dessa solução 0,5 litro contem: a) 10g de soluto b)0,25g de soluto c)2,5g de solvente d)2,5g de soluto e)1,0g de soluto 3. Uma solução aquosa com concentração 20g/L apresenta? a)20g de soluto dissolvido em 1,0L de água b)40g de soluto dissolvido em 0,5L de solução c)10g de soluto dissolvido em 0,5L de solução d)40g de soluto dissolvido em 4,0L de solução e)10g de soluto dissolvido em 2,0 de solução 4. Num Balão volumétrico de 250ml adicionam-se 2,0 de sulfato de amônio sólido: o volume é completado com água. A concentração da solução obtida, em g/ litro é: ___________ 5. 5,0 litros de uma solução tem massa de 20g. A densidade dessa solução é: _______________ TÍTULO EM MASSA () É o quociente entre a massa do soluto (m1) e a massa total da solução (m), ambas na mesma unidade. Expresso em % Assim, quando um rótulo mostra a expressão “ácido sulfúrico 65%”, você deve entender que o frasco contém uma solução aquosa de ácido sulfúrico com = 65%. Ou seja, 65% da massa total será H2SO4. Em outras palavras, cada 100g da solução contém 65g de H2SO4 e 35g de água. 1. Uma massa de 40g de NaOH são dissolvidos em 160g de água. A porcentagem, em massa, de NaOH presente nesta solução é de: _________ 2. O NaCl está presente na água do mar com 2,5% em massa. Que massa de água do mar deve ser transferida para uma salina para que, por evaporação da água, restem 150g de sal? a)150g; b) 5850g; c) 6000g; d) 250g; e) 15000g. 3. Uma solução aquosa de NaCl apresenta porcentagem em massa de 12,5%. Isso significa que, para cada 100g de solução, teremos ______ g de soluto e _____ g de solvente. Completa-se corretamente a afirmação acima, respectivamente, com: a) 12,5g e 100 g. b) 12,5g e 87,5g. c) 87,5g e 12,5g. d) 100g e 12,5g. e) 58,5g e 41,5g. 4. Quando se dissolve um certo número de gramas de cloreto de cálcio, no triplo de água, a concentração da soluça resultante (porcentagem em massa) é igual a: a) 15% b) 25% c) 30% d) 40% e) 4% 5. Quantos gramas de água são necessários, a fim de se preparar uma solução, a 20% e peso, usando 80g de soluto? ______________ TÍTULO EM VOLUME (V) Expresso em % Usado para concentração de soluções cujos componentes são todos gasosos ou todos líquidos. = m1 m1 + m2 = % em massa do soluto = v1 v1 + v2 = % em volume do soluto Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ O título, em volume, do oxigênio no ar é igual a 0,21 ou 21%; portanto cada 100L de ar contém 21L de O2, à mesma temperatura e pressão. FRAÇÃO MOLAR (X) Fração molar do soluto (X1) é a relação entre o número de mols do soluto (n1) e o número de mols da solução (n). Fração molar do solvente (X2) é a relação entre o número de mols do solvente (n2) e o número de mols da solução (n). A fração molar não possui unidade, ou seja, é um número puro que se encontra no intervalo: 0<x<1. A soma de X1 + X2 é igual a 1. Assim, a fração molar é um número menor que 1 e pode ser expresso em %. Exercícios de fixação 1. Uma solução possui 10 mols de álcool comum e 30 mols de água. Podemos afirmar que as frações molares do soluto e do solvente são, respectivamente, iguais a: a) 5 e 20 b)20 e 5 c)20 e 80 d)0,25 e 0,75 e)0,8 e 0,2. 2. Uma solução possui, 60g de iodeto de sódio (NaI), 24g de hidróxido de sódio (NaOH) e 702g de água. Determine as frações molares de cada componente desta solução? 3. Uma solução contém 18,0g de glicose (C6H12O6), 24,0g de ácido acético (C2H4O2) e 81,0g de água (H2O). Qual a fração molar de ácido acético na solução? a) 0,04. b) 0,08. c) 0,40 d) 0,80. e) 1,00. CONCENTRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA É o quociente entre o número de mols do soluto (n1) e o volume da solução (V), em litros. Ou Onde: m1 é a massa do soluto, em gramas. MM1 é a massa do soluto Exercícios de fixação 1. Em 3 litros de uma solução de NaOH existem dissolvidos 12 mols desta base. A concentração em quantidade de matéria desta solução é: ____________ 2. Uma solução aquosa 2,0 molar de ácido clorídrico apresenta: a) 2 mols de soluto para cada 2,0 litros de solução b) 2 mols de soluto para cada 1,0 litro de solvente c) 2 mols de soluto para cada 1,0 litro de solução d) 1 mol de soluto para cada 2,0 litros de solução e) 1 mol de soluto para cada 1,0 litro de solução 3. No preparo de solução alvejante de tinturaria, 521,5 g de hipoclorito de sodio (NaClO) são dissolvidos em agua suficiente para 10,0 litros de solução a concentração em mol/L, da solução obtida é: (Dados: massa molar do NaClO=74,5g/mol) a) 7,0 b) 3,5 c) 0,70 d) 0,35 e) 0,22 4. A molaridade de uma solução aquosa contendo 36,5g de ácido clorídrico dissolvidos em água até completar 2 litros de solução é: ___________ X1 = n1 n Lembre-se que n(mol) = m (g) MM (g/moL) X2 = n2 n Concentração em quantidade de matéria = n1 V Concentração em quantidade de matéria = m1 MM1 x V Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ 5. Uma solução 0,1 mol/L de um hidróxido alcalino MOH é preparada dissolvendo-se 0,8 g de hidróxido MOH em 200 mL de solução. A fórmula do hidróxido é: a) CsOH b) KOH c) LiOH d) NaOH e) RbOH 6. Em um balão volumétrico de 500ml colocaram-se 9,6g de cloreto de magnésio (MgCl₂) e completou-se o volume com água destilada. sabendo-se que o cloreto de magnésio foi totalmente dissolvido, determine a concentração nessa solução. Mg= 24 u.m.a; CI=35,5 u.m.a a) 0,05 mol/L b) 0,1 mol/L c) 0,2 mol/L d) 0,4 mol/L e) 3,2 mol/L 7. Uma pessoa usou 34,2g de sacarose (C12H22O11) para adoçar seu cafezinho. O volume de cafezinho adoçado na xicara goi de 50 mL. A concentração molar da sacarose no cafezinho foi de: Dados: C12H22O21 = 342g/mol a) 0,5 mol/L b) 1,0 mol/L c) 1,5 mol/L d) 2,0 mol/L e) 2,5 mol/L 8. A massa de hidróxido de sódio dissolvida em 1º mL de solução 0,10 mol/L dessa substância é igual a: ____________ 9. Um químico preparouuma solução de carbono de sódio (Na2CO3) pesando 53g do sal, dissolvendo e completando o volume para 2 litros. A molaridade da solução preparada foi de: __________ DADOS: C = 12 u; O = 16 u; Na = 23 u PARTES POR MILHÃO (ppm) Quando uma solução é bastante diluída, a massa do solvente é praticamente igual à massa as solução e, neste caso, a concentração da solução é expressa em “ppm” (partes por milhão). O “ppm” indica quantas do soluto existem em um milhão de partes da solução (em volume ou em massa). 1. Em uma amostra de 100L do ar de uma cidade há 2x10-8 L do poluente SO2. A quantas “ppm”, em volume, isso corresponde? 2. Dizer que uma solução desinfetante “apresenta 1,5% de cloro ativo” é equivalente a dizer que “a concentração de cloro ativo nessa solução é”: a) 1,5 x 106 ppm. b) 1,5 x 10–2 ppm. c) 150 ppm. d) 1,5 ppm. e) 15000 ppm. 4. DILUIÇÃO DAS SOLUÇÕES É o processo que consiste em adicionar solvente puro a uma solução, com o objetivo de diminuir sua concentração. Como a massa do soluto não se altera, teremos que: Exercícios de fixação: 1. Se adicionarmos 80mL de água a 20mL de uma solução 0,1mol/L de hidróxido de potássio, obteremos uma solução de concentração em quantidade de matéria igual a: __________________ 2. Adicionou-se água destilada a 150 mL de solução 5 mol/L de HNO3, até que a concentração fosse de 1,5 mol/L.O volume final obtido, em mL, foi: a) 750 mL. b) 600 mL. c) 500 mL. d) 350 mL. e) 250 mL. 3. O volume de água que deve ser adicionado a 80 mL de solução aquosa 12 mol/L de hidróxido de sódio, para que a solução resultante seja 1,2, deve ser igual a: 1 ppm = 1 parte do soluto 106 partes da solução C’ . V’ = C . V Exercícios Complementares – Soluções Química I Prof. Nadiene Santos _______________________________________________________________________________________________ a) 80 mL b) 100 mL c) 800 mL d) 720 mL e) 889 mL 4. Quantos cm³ de H2O temos que adicionar a 0,50 litros de soluçao 0,50mol/L a fim de torna-la 0,20 mol/L? a) 1500 cm3 b) 1250 cm3 c) 1000 cm3 d) 750 cm3 e) 500 cm3 5. Submete-se 3 litros de uma solução 1 mol/L de cloreto de cálcio à evaporação até um volume final de 400ml sua concentração molar será: _____________ 6. Tem-se 400ml de solução 0,1mol/L de carbonato de sódio. Essa solução é evaporadora cuidadosamente até seu volume ser reduzido a 320ml. Determine a molaridade da solução obtida após a evaporação. a) 0,125 mol/L b) 0,250 mol/L c) 0,500 mol/L d) 0,150 mol/L e) 1,235 mol/L 7. Uma solução de 0,05 mol/L de glicose, contida em um béquer, perde água por evaporação até restar um volume de 100ml, passando a concentração para 0,5mol/L.O volume de agua evaporada é, aproximadamente: a) 50 mL b) 100 mL c) 500 mL d) 1000 mL e) 900 mL 4. MISTURA DE SOLUÇÕES Mistura de soluções de mesmo soluto Podemos demonstrar que a concentração final está relacionada com as concentrações das soluções misturadas pelas expressões: Exercícios de fixação: 1. Qual a molaridade de uma solução de NaOH formada pela mistura de 60mL de solução 5mol/L com 300mL de solução 2mol/L, da mesma base? _________ 2. O volume de uma solução de hidróxido de sódio 1,5 mol/L que deve ser misturado a 300 mL de uma solução 2 mol/L da mesma base, a fim de torná-la solução 1,8 M, deve ser igual a: a) 200 mL b) 20 mL c) 2,000 mL d) 400 mL e) 350 mL 3. Que volume de soluções 0,5mol/L e 1,0mol/L de mesmo soluto devemos misturar para obter 2,0L de solução 0,8mol/L, respectivamente? 4. A molaridade de uma solução X de ácido nítrico é o triplo da molaridade de outra solução Y de mesmo ácido. Ao se misturar 200 ml da solução X com 600 ml da solução Y, obtém-se uma solução 0,3 mol/l. Qual o valor das concentrações X e Y? Cf . Vf = C1 . V1 + C2 . V2 mf . Vf = m1 . V1 + m2 . V2 Tf . Vf = T1 . V1 + T2 . V2
Compartilhar