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SOLUÇÕES PARTE IV PROFESSORA ROBERTA BRANCO OBJETIVOS Compreender e determinar a concentração das soluções e também quantidades (mol, massa, volume) da solução ou do soluto nas diversas formas de unidades pela adição ou evaporação do solvente. TÓPICOS Diluição de soluções; Vaporizando solvente. DILUIÇÃO DE SOLUÇÃO O procedimento para preparar uma solução menos concentrada a partir de uma solução mais concentrada é denominado diluição. Solução concentrada Solução diluída O número total de mols do soluto é constante Diluição Adição de Solvente + V água Solução 1 Solução 2 M = n 1 / V M’ = n 1 / V ’ n 1 = M . V n 1 = M ’. V’ M . V = M’ . V’ DILUIÇÃO DE SOLUÇÃO DILUIÇÃO DE SOLUÇÃO Quantidade inicial de soluto = Quantidade final de soluto Pode-se ter as seguintes relações entre a solução inicial e a final: DILUIÇÃO DE SOLUÇÃO O processo de diluição implica: O aumento do volume da solução; Manutenção da quantidade de soluto; Diminuição da concentração. Os valores de concentração e volume são inversamente proporcionais. 01. O volume de água, em mL, que deve ser adicionado a 80 mL de solução aquosa 0,1 M de uréia, para que a solução resultante seja 0,08 M, deve ser igual a: a) 0,8 mL. b) 1 mL. c) 20 mL. d) 80 mL. e) 100 mL. EXERCÍCIOS RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 1 0,1. 80 = 0,08Vf 0,008 = 0,08. Vf Vf = 100 mL Volume final = 100mL Volume final = Volume inicial + Volume adicionado 100 = 80 + x x = 20mL EXERCÍCIOS 02. Tem-se 400 mL de solução 0,1 mol/L de carbonato de sódio. Essa solução é evaporada cuidadosamente até seu volume ser reduzido a 320 mL. A molaridade da solução obtida após a evaporação é: 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. RESPOSTA DA QUESTÃO 2 400. 0,1= 320. X X= 0,125 mol/L Diluição Vaporização Solução concentrada Solução diluída O número total de mols do soluto é constante M . V = M’ . V’ O processo de eliminar solvente por vaporização provoca um aumento da concentração. VAPORIZANDO SOLVENTE EXERCÍCIOS 03. 400 mL de solução aquosa de NaOH 0,16M são aquecidos até que o volume seja reduzido a 20% do inicial. Determine a concentração molar final do processo. Volume seja reduzido a 80% do inicial: Vf= 20/100 * 400= 80mL Vinicial= 400 mL Mi= 0,16M Mf=? Mi. Vi= Mf. Vf 0,16. 400= Mf. 80 Mf= 0,8M RESOLUÇÃO QUESTÃO 3 EXERCÍCIOS 04. Uma solução 0,05 mol/L de glicose, contida em um béquer, perde água por evaporação até restar um volume de 100 mL, passando a concentração para 0,5 mol/L. O volume de água evaporada é, em torno de: a) 50 mL. b) 100 mL. c) 500 mL. d) 1000 mL. e) 900 mL. RESPOSTA QUESTÃO 4 Mi= 0,05 mol/L Vi= ? Mf= 0,5 mol/L Vf= 100 mL Mi. Vi= Mf. Vf 0,05. Vi= 0,5. 100 Vi= 1000 mL Se Vi= 1000 mL e Vf é 100 mL, foram evaporados a diferença 1000- 100= 900 mL EXERCÍCIOS 05. Uma sugestão para evitar contaminações em frutas e legumes pelo bacilo do cólera é deixá-los de molho em uma solução de 1L de água sanitária. O rótulo da embalagem de uma determinada água sanitária traz a seguinte informação: - Concentração de hipoclorito de sódio (NaClO) = 37,25 g/L; Para preparar o molho, dilui uma colher de sopa (10 mL) da água sanitária em um volume final de 1L. Qual é a molaridade do molho, para evitar a cólera? Resolução: Concentração em mol/L do NaClO (massa molar= 23+ 35,5+ 16= 74,5) na água sanitária: 37,25g- 1000 mL X - 10 mL X= 0,3725g M= m/mol. V M= 0,3725/ 74,5.1 M= 0,005M RESPOSTA DA QUESTÃO 5 EXERCÍCIOS 06. Aqueceu-se um frasco contendo uma solução aquosa de CuSO4 0,05 mol/L. O aquecimento foi interrompido quando restavam 100 mL de uma solução aquosa de CuSO4 1,2 mol/L. Determine o volume da solução inicial e o volume de água perdida pelo aquecimento. RESPOSTA DA QUESTÃO 6 Mi = 0,05 mol / L Vi = é o que quero saber (volume da solução original) Mf = 1,2 mol/L Vf = 100 mL 0,05 X Vi = 1,2 X 100 ===> 0,05 Vi = 120 Vi = 120 / 0,05 = 2400 mL volume da solução original = 2400 mL se tinha 2400 mL e fiquei com apenas 100 mL perdi por evaporação 2400 - 100 = 2300 mL = 2,3 L EXERCÍCIOS 07. O conteúdo de etanol, C2H5OH, em uma cachaça é de 460 g/L. Misturou-se 1,0 litro desta cachaça com 1,0 litro de água. a) Calcule a quantidade de matéria (número de mol) de etanol, C2H5OH, na solução resultante. b) Calcule a concentração de etanol na solução resultante, em mol/L. RESOLUÇÃO DA QUESTÃO 7 Inicialmente vamos encontrar a massa de etanol presente em 1 litro da cachaça com concentração 460 g/L: C = m / V 460 = m / 1 m = 460g Em seguida, vamos calcular o nº de mols. O nº de mols é dado por: nº de mols = massa / massa molar nº de mols = 460 / 46 nº de mols = 10 mols b) Molaridade é dada por: M = nº de mols / Volume Total M = 10 / 2 M = 5 mol/L EXERCÍCIOS 08. Uma solução aquosa de HNO3 foi montada com 12,6 g de soluto em água suficiente para preencher um balão volumétrico de 500 mL. Em seguida, colheu-se uma amostra de 10 mL e acrescentaram- se 90 mL de água destilada. Qual a concentração molar da amostra diluída? MM do HNO3 = 1 + 14 + 48 = 63 g/mol 1-Primeiramente, calcula-se o nº de mols de HNO3 que equivalem os 12,6g: 1 mol ------------- 63g y ------------------ 12,6g y = 12,6 / 63 = 0,2 mols Em seguida, calcula-se a molaridade, sabendo-se que o volume corresponde a 500 mL = 0,5 L: M = nº de mols / Volume M = 0,2 / 0,5 M = 0,4 mol/L Essa foi a molaridade inicial, Mi = 0,4 mol/L, colhe-se 10 mL dessa solução, e dilui-se (acrescenta solvente) a um volume final de 100 mL, já que foram adicionados 90 mL a 10 mL. Então, a molaridade da solução diluída, a molaridade final após a mistura com água é dada por: Mi x Vi = Mf x Vf 0,4 x 10 = Mf x 100 100 Mf = 4 Mf = 0,04 mol/L RESPOSTA DO EXERCÍCIO 8 EXERCÍCIOS 09. Um frasco de solução de HCl apresenta as seguintes informações no rótulo: Sabendo-se que um químico necessita de 100 mL de solução 0,5 M de HCl, explique como deverá ser feita a diluição. HCl 38 % d = 1,2 g/mL RESOLUÇÃO EXERCÍCIO 9 M= m/ mol.V 0,5=m/ 36,5. 0,1 m= 1,82g Se em 100g de solução te, 38g de HCl, a estequiometria fica 100- 38 x - 1,82 x= 4,8 g d=1,2 g/mL d=m/v 1,2=4,8/v V= 4ml PEGA ESSES 4 ML E PÕE NUM BALÃO VOLUMÉTRICO DE 100 ML E AVOLUMA COM ÁGUA EXERCÍCIOS 10. Como diluir uma solução 6,0 M de H2SO4 tal que seja obtida uma solução 1,0 M? RESOLUÇÃO EXERCÍCIO 10 Mi.Vi= Mf.Vf Dados: Mi= 6M e Mf= 1M Se era 6M e tem que virar 1M, significa que a solução deverá ser diluída 6 vezes. Para isso, pega-se uma parte da solução 6M e 5 partes de água. Se pegar 100mL de solução a 6M e adicionar 500mL de água, obtém-se uma solução à 1M. Vi=100mL= 0,1L Vf=100+500=600 mL= 0,6L Mi.Vi= Mf.Vf 6. 0,1= 1.0,6 0,6 = 0,6