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UNIVERSIDADE FEDERAL DA FRONTEIRA SUL – UFFS DISCIPLINA: Química Analítica PROFESSOR: Arlindo Cristiano Felippe EXERCÍCIOS: Revisão - Unidades de Medidas e Concentração de Soluções 1) Determine o número de moléculas de água em 1,0 kg do composto. 2) Determine o número de mols presentes em 2,00 g de ácido benzóico (122,1 g mol1). Expresse o resultado em mols e milimols. 3) Quantos gramas de Na+ estão contidos em 25,0 g de Na2SO4? 4) Calcule a concentração molar de NaCl em uma solução preparada pela adição de 0,423 mol de NaCl com suficiente quantidade de água para preparar 0,479 L de solução. 5) Para adoçar uma limonada, dissolveu-se 10,0 g de açúcar de cana em água até completar 200 mL de solução. O açúcar da cana é a sacarose, C12H22O11. Qual é a molaridade das moléculas de sacarose na solução? 6) Um químico que estuda as propriedades de emulsões fotográficas precisa preparar 500 mL de uma solução 0,179 M de AgNO3. Que massa de nitrato de prata precisa ser colocada em um balão volumétrico de 500 mL, dissolvida e diluída com água até a marca? 7) Um químico preparou uma solução dissolvendo 2,345 g de NaNO3, em água suficiente para preparar 200 mL de solução. Que concentração molar de nitrato de sódio deveria ser escrita no rótulo do frasco onde esta solução foi armazenada? 8) Calcule a concentração molar de etanol em uma solução aquosa que contém 2,30 g de C2H5OH em 3,50 L de solução. 9) 10,0 g de ácido ascórbico (vitamina C, H2C6H6O6) são dissolvidos em água suficiente para preparar 125 mL de solução. Qual é a concentração molar deste componente na solução? 10) Quantos gramas de nitrato de sódio, NaNO3, precisam ser usados para preparar 500 mL de uma solução 0,100 mol L1? 11) Se 28,6 g de sacarose (açúcar de cana, C12H22O11) forem dissolvidos em 101,4 g de água, determine: a) Qual é a fração molar da sacarose na solução? b) Qual é a percentagem molar da sacarose e da água na solução? c) Qual é a concentração molar da sacarose na solução? Considere a densidade da solução igual a 1,09 g mL1. d) Qual é a molalidade da sacarose na solução? e) Qual é a percentagem em massa da sacarose na solução? 12) 10,6 g de cloreto de amônio estão dissolvidos em 152,4 g de água. Se a densidade da solução é 1,02 g mL1, qual é a concentração molar de NH4Cl? 13) 50,0 mL de uma solução aquosa de nitrato de potássio, KNO3, 0,134 mol L 1 é diluída pela adição de uma quantidade de água suficiente para aumentar seu volume para 225 mL. Qual é a nova concentração molar? 14) 50,0 cm3 de uma solução aquosa de sulfito de sódio, Na2SO3, 0,6219 mol L 1 é diluída com água até um volume final de 80,00 mL. Qual é a concentração final? 15) 40,0 mL de NaCl 0,150 mol L1 e 65,0 mL de NaCl 0,190 mol L1 são misturados. Se o volume final é 105,0 mL, qual é a concentração molar do NaCl na solução final? 16) Calcule a molalidade do soluto em cada uma das seguintes soluções: a) 3,00 g de metanol, CH3OH, dissolvidos em 1,00 kg de água. b) 3,00 g de CH3OH, dissolvidos em 1,00 kg de tetracloreto de carbono, CCl4. 17) Calcule a fração molar do benzeno, C6H6 , em cada uma das seguintes soluções: a) 6,00 g C6H6 + 6,00 g CCl4. b) 6,00 g C6H6 + 6,00 g CCl4 + 6,00 g CS2. 18) Uma quantidade de etanol, C2H5OH, com uma massa de 54,6 g é misturada com 75,4 g de água para formar uma solução tendo uma densidade de 0,931 g mL1. Calcule: a) A percentagem em massa do etanol na solução. b) A fração molar do etanol na solução. c) A molalidade do etanol na solução. d) A concentração molar do etanol na solução. 19) Precisamos preparar 250 mL de uma solução 1,50 X 103 M de NaOH(aq) a partir de uma solução estoque de concentração 0,038 M. Que volume de solução estoque devemos usar? 20) Um frasco comercial de ácido bromídrico apresenta os seguintes dados a uma temperatura de 25oC: {48,0 %, 1,49 g mL1, 80,92 g mol1}. Qual o volume da solução de HBr comercial deve ser pipetado para preparar 750 mL de uma solução diluída do mesmo com concentração igual a 0,350 mol L1? 21) Qual o volume de ácido clorídrico concentrado, 38,0 % (m/m) com densidade de 1,19 g mL1, são requeridos para preparar 1,00 L de uma solução 0,100 mol L1? 22) Calcule a concentração molar de HNO3 em uma solução de densidade 1,42 g mL 1 e é 70 % HNO3 (m/m). 23) Explique como você prepararia 1,00 L de uma solução 0,010 mol L1 de KMnO4(aq) a partir de: a) KMnO4 sólido. b) KMnO4(aq), 0,050 mol L 1. 24) Descreva a preparação de 2,00 L de solução de BaCl2 0,108 mol L 1 a partir de BaCl2.2H2O (244,3 g mol1). 25) Descreva a preparação de 100 mL de solução de HCl 6,0 mol L1 a partir de uma solução concentrada que tem densidade de 1,18 g mL1 e é 37 % (m/m) em HCl. 26) A concentração de Cl de uma amostra de urina é 150 mmol L1. Expressar a concentração em mg dL1 de NaCl? 27) Converta os valores abaixo: a) 45 g em kg b) 27 g em µg c) 33,5 kg em mg d) 50 μL em mL e) 500 mL em μL f) 150 mg L1 em g μL1 g) 55,6 μg dL1 em g L1 h) 0,00024 kg mL1 em g dL1 i) 0,000033 μg L1 em g L1 28) Uma solução de 250 mL, contém 6,0 micromol de Na2SO4. Qual a concentração do íon sódio e do íon sulfato em ppm? 29) Calcule as concentrações em mol por litro das seguintes soluções 1,0 ppm de: (a) HCl, (b) Al2(SO4)3, (c) CO2. 30) Deseja-se preparar um litro de solução 1,0 ppm de Fe2+. Quantos gramas de sulfato ferroso amoniacal, FeSO4.(NH4)2SO4.6H2O, devem ser dissolvidos e diluídos para um litro? Expresse a concentração desta solução em mol por litro. 31) Na análise de cromo em 0,456 g de uma amostra de minério encontrou-se 0,560 mg de Cr2O3. Expresse a concentração de Cr2O3 na amostra em: (a) % (m/m); (b) ppm. 32) Em uma amostra de água de rio, encontrou-se 183 ppm de cálcio. Calcule: (a) a quantidade de cálcio em miligramas por 100 mL de água; (b) % Ca (m/v). 33) Uma amostra de 500 mL de efluente de uma indústria química contém 26,1 μg de mercúrio. Sabendo-se que a densidade do efluente é de 1,073 g mL1, calcule a concentração de mercúrio nas seguintes unidades: (a) porcentagem em massa; (b) ppm (mg/kg); (c) ppb (μg/kg). 34) Quantos gramas de NaCl devem ser pesados para preparar 1,0 L de uma solução 100 ppm de: (a) Na+, (b) Cl? 35) A padronização internacional estabelece que a água potável não pode conter mais de 5,0 x 104 mg de mercúrio (Hg) por grama de água. Essa quantidade máxima permitida de Hg expressa em ppm é igual a: a) 0,05 b) 5,0 c) 5,0 x 106 d) 0,5 e) 50 36) A carência de iodo na alimentação e na água produz bócio. A legislação exige que cada quilograma de sal comercializado contenha 0,01 ppm de iodeto, I, geralmente na forma de NaI. Indique a concentração de iodeto de sódio, em gramas de NaI/tonelada de sal, que deve ser utilizada para que a quantidade de iodo no sal esteja de acordo com a legislação. Dadas as massas molares em g mol1: NaI = 150; Na = 23; i = 127. a) 0,012 b) 150 c) 12 d) 127 e) 0,12 37) A contaminação de águas e solos por metais pesados tem recebido grande atenção dos ambientalistas, devido à toxicidade desses metais ao meio aquático, às plantas, aos animais e à vida humana. Dentre os metais pesados há o chumbo, que é um elemento relativamente abundante na crosta terrestre, tendo uma concentração ao redor de 20 ppm (partes por milhão). Uma amostra de 100 g da crosta terrestre contém um valor médio, em mg de chumbo, igual a: a) 20 b) 10 c) 5 d) 2 e) 1 38) Norótulo de uma garrafa de “água mineral” lê-se, entre outras coisas: Conteúdo 1,5 L Bicarbonato de cálcio: 20 ppm Com base nesses dados, determine a massa do bicarbonato de cálcio no conteúdo da garrafa. (Dado: ppm = mg de soluto/litro de solução aquosa) a) 0,03 g. b) 0,02 g. c) 0,01 g. d) 0,06 g. e) 150 mg. 39) Ambientalistas lutam para que o índice ideal de exposição ao benzeno seja 0,1 ppm. A contaminação ambiental tem sido uma fonte de problemas e doenças em diversas comunidades. Um relatório aponta a contaminação de pelo menos 150 pessoas em Paulínia, São Paulo. Dezoito delas apresentaram tumores no fígado e na tireoide. Todas teriam sido contaminadas por substâncias usadas na fabricação de pesticidas. Dr. Anthony Wong, pediatra e diretor do Centro de Assistência de Toxicologia, do Hospital das Clínicas da Universidade de São Paulo, afirma que a intenção não é criar pânico na população, mas é necessário ter muita cautela, porque há substâncias, como o benzeno, clorobenzeno e metil-etilcetona (butanona), perigosas para mulheres grávidas, crianças e idosos, que são os mais vulneráveis. Além disso, vapores tóxicos do clorobenzeno afetam o rim e o fígado. Fez, ainda, um outro alerta: as pessoas não sentem o cheiro porque a sua concentração na fase gasosa é pequena. A concentração de uma solução em ppm pode ser expressa na forma de miligramas de soluto em 1 litro de solução. Numa atmosfera, para se chegar ao nível de concentração ideal de exposição ao benzeno, desejado pelos ambientalistas, qual será a quantidade máxima desse composto cancerígeno, em gramas, que pode estar presente em um ambiente de 10.000 L? 40) O Ministério da Saúde recomenda, para prevenir as cáries dentárias, 1,5 ppm (mg/L) como limite máximo de fluoreto em água potável. Em estações de tratamento de água de pequeno porte, o fluoreto é adicionado sob forma do sal flúor silicato de sódio (Na2SiF6; M = 188 g mol 1). Se um químico necessita fazer o tratamento de 10.000 L de água, qual será a quantidade do sal, em gramas, que ele deverá adicionar para obter a concentração de fluoreto indicada pela legislação? 41) Em um aquário constatou-se a presença de 0,8 g de CO2 para cada 80 kg de ar. Calcule a concentração em ppm. 42) A água potável pode conter uma quantidade máxima de 10 mg de íons Ba2+ por litro. Sabendo que 1,0 L de água potável pesa 1,0 kg, qual será a concentração de bário, em ppm dessa solução? 43) Uma lata de 250 g de sardinha tem concentração de 0,52 ppm em mercúrio. Quantos gramas de Hg há nessa lata? 44) No rótulo de uma garrafa de água mineral lê-se, entre outras informações: Conteúdo: 1,5 litro Nitrato de sódio: 6,0 ppm. Considere que 1 ppm = 1 mg de soluto por litro de solução aquosa. Qual será a massa de nitrato de sódio ingerida por uma pessoa que bebe um copo 300 mL dessa água? Respostas: 1) 3,34 x 1025 moléculas 2) 0,0164 mol e 16,4 mmol 3) 8,09 g 4) 0,883 mol L1 5) 0,146 mol L1 6) 15,2 g 7) 0,138 mol L1 8) 0,014 mol L1 9) 0,454 mol L1 10) 4,25 g 11) (a) 1,46 x 102 (b) 1,46 % e 98,5 % em mol (c) 0,702 mol L1 (d) 0,823 m (e) 22,0 % 12) 1,24 mol L1 13) 2,98 x 102 mol L1 14) 0,39 mol L1 15) 0,175 mol L1 16) (a) 9,36 x 102 m (b) 9,36 x 102 m 17) (a) 0,663 (b) 0,395 18) (a) 42,0 % (b) 0,2207 (c) 15,7 m (d) 8,46 mol L1 19) 9,9 mL 20) 29,7 mL 21) 8,06 mL 22) 16 mol L1 23) (a) Pesaria 1,58 g do sólido e dissolveria com água até a marca do balão volumétrico de 1,0 L. (b) Pipetaria 200 mL da solução 0,050 mol L1 de KMnO4(aq), diluiria com água até a marca do balão de 1,0 L. 24) Dissolver 52,8 g de BaCl2.2H2O em água e diluir para 2,00 L. 25) Diluir 50 mL do reagente concentrado para 100 mL. 26) 877 mg dL1 27) (a) 0,045 kg (b) 2,7 x 107 µg (c) 3,35 x 107 mg (d) 0,050 mL (e) 5,00 x 105 L (f) 1,50 x 107 g μL1 (g) 5,56 x 104 g L1 (h) 24 g dL1 (i) 3,3 x 1011 g L1 28) 1,1 e 2,3 ppm 29) (a) 2,7 x 105 mol L1, (b) 2,9 x 106 mol L1, (c) 2,3 x 105 mol L1 30) 0,0070 g, 1,8 x 105 mol L1 31) (a) 0,123 %, (b) 1,23 x 103 ppm 32) (a) 18,3 mg, (b) 0,0183 % 33) (a) 4,86 x106 %, (b) 4,86 x102 ppm, (c) 48,6 ppb 34) (a) 0,254 g, (b) 0,165 g 35) 0,50 ppm 36) 0,012 g de NaI/tonelada de sal 37) 2,0 mg de Pb 38) 0,030 g 39) 1 g 40) 24,7 g de sal 41) 10 ppm (mg/kg) 42) 10 ppm 43) 1,3 x 104 g 44) 1,8 mg Obs.: 1 L = 1000 mL 1 mL = 1 cm3 1 kg = 1000 g m = mili = 103 = micro = 106 )( Densidade )(ar Massa Mol )( Soluto do Massa )( Soluçãoda Volume )( mols de número )(molar ãoconcentraç )( simples ãoconcentraç 1 1 1 1 g mL g molM gm LV moln mol Lc g LC 1... ... ... :Molar Fração BA BA B B BA A A nn n nn n 100x ... molar % : MolarmPercentage A BA A nn n 100x ... massa % : Massaem mPercentage A BA A mm m kg Solvente, :Molalidade massa nA A Unidade Abreviação Sólida Líquida Partes por milhão ppm mg/kg mg/L Partes por bilhão ppb g/kg g/L V m C V n c M m n VM m c . V m 1000ρ . T . C M C c f f i i . Vc V.c f f . Vc V.c V.c V.c ... 332211
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