Questionário5_QGA

Prévia do material em texto

QUESTIONÁRIO: PREPARO DE SOLUÇÃO 
MOLS E MASSAS MOLARES 
 
1) A indústria de energia nuclear extrai 6Li e não 7Li das amostras naturais de lítio. Em 
consequência, a massa molar das amostras comerciais de lítio está aumentando. Hoje, as 
abundâncias dos dois isótopos são 7,42% e 92,58%, respectivamente. As massas de seus 
isótopos são 9,988x10-24 g e 1,165x10-23 g. 
(a) Qual será a massa molar atual de uma amostra natural de lítio? 
 Como a massa molar escrita na tabela periódica é calculada a partir de uma média ponderada 
da massa dos isótopos, teremos: 
𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
((𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟çã𝑜𝐿í𝑡𝑖𝑜−6 × 𝑚𝐿í𝑡𝑖𝑜−6) + (𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟çã𝑜𝐿í𝑡𝑖𝑜−7 × 𝑚𝐿í𝑡𝑖𝑜−7))
100%
 
Fazendo a substituição dos dados atribuídos pelo problema na questão, fica: 
𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
((7,42 × 9,988 × 10−24𝑔) + (92,58 × 1,165 × 10−23𝑔))
100
 
𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 115,2 × 10
−25 𝑔 
 
Com a massa encontrada, é possível utilizar a fórmula a seguir para encontrar a Massa Molar: 
 
𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
𝑀𝑀
𝑁𝐴
→ 𝑀𝑀 = 𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 × 𝑁𝐴 
 
Sendo: 𝑁𝐴 = 6,022 × 10
23 𝑚𝑜𝑙−1 
Então, fazendo a substituição teremos: 
 
𝑀𝑀 = 115,2 × 10−25 𝑔 × 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙−1 
𝑀𝑀 = 6,94
𝑔
𝑚𝑜𝑙
 
Portanto, a massa molar da amostra natural será 6,94 g.mol-1. 
 
(b) Qual será a massa molar quando a abundância do 6Li for reduzida a 5,67%. 
 
Quando alterado a proporção do 6Li para 5,67%, é necessário alterar a proporção do 7Lí. 
Assim, 
𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟çã𝑜𝐿í𝑡𝑖𝑜−6 = 5,67% 
 
𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟çã𝑜𝐿í𝑡𝑖𝑜−7 = 100 − 5,67% 
𝑝𝑟𝑜𝑝𝑜𝑟çã𝑜𝐿í𝑡𝑖𝑜−7 = 94,33% 
 
Agora, como na questão anterior: 
𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 =
((5,67 × 9,988 × 10−24𝑔) + (94,33 × 1,165 × 10−23𝑔))
100
 
𝑚𝑚é𝑑𝑖𝑎 = 115,6 × 10
−25 𝑔 
 
Já para a massa molar: 
𝑀𝑀 = 115,6 × 10−25 𝑔 × 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙−1 
𝑀𝑀 = 6,96
𝑔
𝑚𝑜𝑙
 
Desse modo, a Massa Molar da amostra será 6,96 g.mol-1. 
 
2) (a) Calcule a massa, em gramas, de uma molécula de água. 
𝑀(𝐻2𝑂) = 16 + 2(1) 
𝑀(𝐻2𝑂) = 18 𝑔. 𝑚𝑜𝑙
−1 
Então, o número de mols de água em uma molécula será: 
𝑀(𝐻2𝑂) = 1 𝐻2𝑂 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 ×
1 𝑚𝑜𝑙
6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠
 
𝑀(𝐻2𝑂) = 1,66055 × 10
−24 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻2𝑂 
Agora sabendo-se o número de mols, é possível encontrar a massa apenas multiplicando pela 
massa molar da molécula, teremos: 
1,66055 × 10−24 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐻2𝑂 × 18 𝑔. 𝑚𝑜𝑙
−1 = 2,99 × 10−23 𝑔 𝑑𝑒 𝐻2𝑂. 
 
2(b) Determine o número de mols de moléculas de água em 1,00 kg do composto. 
𝑀(𝐻2𝑂) = 16 + 2(1) 
𝑀(𝐻2𝑂) = 18 𝑔. 𝑚𝑜𝑙
−1 
𝑛 =
1000𝑔
18𝑔. 𝑚𝑜𝑙−1
= 55,56 𝑚𝑜𝑙𝑠 
Então, como 1𝑚𝑜𝑙 = 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠: 
55,56 𝑚𝑜𝑙𝑠 × 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 = 3,34 × 1025 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 𝐻2𝑂. 
Em 1,00 Kg de composto haverá 3,34 × 1025 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 𝑑𝑒 á𝑔𝑢𝑎. 
3) O octano, C8H18, é um exemplo típico das moléculas encontradas na gasolina. (a) Calcule 
a massa de uma molécula de octano. 
Primeiro é necessário encontrar a massa molar da molécula de octanos. Então, 
𝑀(𝐶8𝐻18) = 114,23 𝑔. 𝑚𝑜𝑙−1 
Onde, 1 𝑚𝑜𝑙 = 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
Logo, 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 − 114,23 𝑔 
1 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎 − 𝑥 
Por regra de 3: 
𝑥 =
114,23
6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠
 
𝑥 = 1,897 × 10−22 𝑔 𝑑𝑒 𝐶8𝐻18 
3b) Determine o número de moléculas C8H18 em 1,00 mL de C8H18, cuja massa é 0,82 g. 
Para calcular quantos mols de octano tem na massa fornecida, fazemos: 
𝑛 =
𝑚
𝑀𝑀
 
𝑛 =
0,82 𝑔
114,23 𝑔. 𝑚𝑜𝑙−1
 
𝑛 = 7,18 × 10−03𝑚𝑜𝑙 
Agora, com o número de mols, é possível encontrar o número de moléculas pela seguinte 
definição: 
1 𝑚𝑜𝑙 = 6,022 × 1023 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
7,18 × 10−03𝑚𝑜𝑙 = 𝑋 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠 
Desse modo, 𝑋 = 4,32 × 1021 𝑚𝑜𝑙é𝑐𝑢𝑙𝑎𝑠. 
 
CONCENTRAÇÃO DAS SOLUÇÕES 
Calcule (a) a molalidade de KOH em uma solução preparada por dissolução de 13,72 g KOH 
em 75,0 g de água; (b) a massa (em gramas) de etilenoglicol, HOC2H4OH, que deve ser 
adicionada a 1,5 kg de água para preparar 0,44 m HOC2H4OH(aq); (c) a molalidade de uma 
solução de HCl em água, 3,89% em massa 
Explique como você prepararia uma solução 0,010 M KMnO4(aq) a partir de (a) KMnO4 
sólido; (b) 0,050 M KMnO4. 
a) Partindo do princípio que a molaridade de qualquer substância é definida como o número 
de mols de uma substância dissolvida em 1L de solução. Assim, a solução quando apresenta 
0,010 M KMnO4(aq) implica dizer que 0,010 M KMnO4(aq) é dissolvido em 1 L de solução. 
Sendo assim, é preciso determinar a massa (valor em gramas) de KMnO4(aq) a partir de 
0,010 M KMnO4(aq) e também da Massa Molar 158,04 g.mol-1 . (Massa molar do KMNO4 
= 158,04 g/mol). 
Desse modo: 
𝑀(𝐾𝑀𝑛𝑂4) = 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑑𝑒 𝐾𝑀𝑛𝑂4 × 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 𝑑𝑜 𝐾𝑀𝑛𝑂4
 
𝑀(𝐾𝑀𝑛𝑂4) = 0,010 𝑚𝑜𝑙 × 158,04 𝑔. 𝑚𝑜𝑙
−1 
𝑀(𝐾𝑀𝑛𝑂4) = 1,6 𝑔
 
 
Portanto, será preciso adicionar 1,6 g a 1L de água para obter 0,010 de concentração. 
B) Como a solução inicial é 0,050 M KMnO4 é cinco vezes maior que a é 0,010 M KMnO4 terá 
que ser adicionado 4 volumes de água iguais para ter a solução desejada sob essa condição.