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SUMARIO UNID.1-CAP.1-AS MISTURAS.........................................................................PAG. 2 UNID.1-CAP.2-AS SOLUÇÕES........................................................................PAG. 7 UNID.1-CAP.3-ANÁLISE QUÍMICA QUANTITATIVA.....................................PAG. 32 UNID.1-CAP.4-PROPRIEDADES COLIGATIVAS..........................................PAG. 48 UNID.2-CAP.1-AS REAÇÕES QUÍMICAS E A ENERGIA...............................PAG.82 UNID.2-CAP.2-OS CALORES DE REAÇÃO..................................................PAG. 99 UNID.2-CAP.3-LEI DE HESS........................................................................PAG. 108 UNID.3-CAP-1-VELOCIDADE DA REAÇÃO................................................PAG. 119 UNID.3-CAP.2-FATORES QUE INFLUEM NA VELOCIDADE.....................PAG. 129 UNID.3-CAP.3-CATÁLISE............................................................................PAG. 146 UNID.4-CAP.1-O EQUILÍBRIO QUÍMICO E SUAS CONSTANTES............PAG. 156 UNID.4-CAP.2-DESLOCAMENTO DE EQUILÍBRIO...................................PAG. 170 UNID.5-CAP.1-EQUILIBRIO IÔNICO..........................................................PAG. 183 UNID.5-CAP.2-O MEIO AQUOSO...............................................................PAG. 195 UNID.6-CAP.1-CONCEITOS FUNDAMENTAIS..........................................PAG. 228 UNID.6-CAP.2-PILHAS................................................................................PAG. 233 UNID.6-CAP.3-ELETRÓLISE......................................................................PAG. 261 UNID.7-CAP.1-AS RADIAÇÕES..................................................................PAG. 282 UNID.7-CAP.2-A RADIATIVIDADE ARTIFICIAL..........................................PAG. 307 UNID.8-CAP.1-O ESTADO COLOIDAL.......................................................PAG. 324 UNID.8-CAP.2-REGRAS DAS FASES........................................................PAG. 337QUESTÕES DE VESTIBULARES-PERGUNTAS......................................PAG. 343 QUESTÕES DE VESTIBULARES-RESPOSTAS......................................PAG. 373 Ctpítulo I As mistuÉs 13 Copíïulo I Ás mÍsfuros Conceifo Vamos supor que você coloque num copo certo volume de água e a seguir acrescent€ um pouco de âçúcar. Ao fazer isso, você obteve uma t ,.stl,'d (mistura de âgua e açúcar) Do mesúo modo, se você colocar água num copo e em seguida um pouco de óleo, ob- terá também uma misturâ (mistuÍa de água e óìeo). Então: Mí\íuru é a reu ião de atuas o mais espécies químìcas difercntes. ClossiÍico@o As misturas podem ser classiflcadzis em homogêneõs e heteroSêneas, conforme a 'latu'reza dâs espécies químicas. Veja: l) Misturu de ág a e açúcar: O açúcar "desapare€e" , ou seia, é disseminado na água, con ferindo ao sislemalulI. único aspec' to,'rmaú ica fase, Portanlo, ê w sistema mo- '-* " .'-tutìuìa*qË'-dtsôilgr j - i À ' " ;-" +lÍ.í'q"*h+.,sËÚal J " -." Mistura de duas ou mais espécies quími- cas diferentes que apresenta as mesmas DroDriedades em toda a sua extensão. Mistura de duas ou mais espécies químicas diferentes que Íão apresenta as mesmas DroDíiedades eÌn toda a sua extensão. Toda mistura homogênea é um sìstema monofásico. Toda mistura heterogênea é um sistemâ polifasico. =*"w! 2) Mistüra de água e óleo: misluÉ hebrogênea 5) Mkturu de água, açúcar e óteo: risiuÍâ hetemgêned 3) Misturu de ógua, cloroÍómío e óteo: O óleo náo desaparece' .ouseja, nâosedisse- mina na água, conferindo âo sistema do,:r as, pectos ditrìntos. duo.Iases: uma de àgua e ou_ ría de óìeo. Po anto. è um sìstema difítsico. Este é um shtema com tés aspeqos disíintos, rrasJfaJ6: uma de clorolôrmio. uma de ágla e orÌtra de óleo. Portanto, ê vín sistema trifósico. nistuía hererogônea 4) Misturu de ágaa, clorofórmio, mercriio e ó!eo: Este é um sistema com 4raírc aspectos distìn tos, quatrc fasest ]uma de meÍcúrio, uma de clo, rofórmio, uma de água e outra de óteo. poÍan- to, ê üm sistema tetrafásico, Enquanlo o açúcar se dissemina na água, conç- tituindo umâ fase, o ól€o não se dissemina € constituì outÍa fase. Poltanto, este ê um .r,irê na di,fiisico. mirtura hetercgônsa .. _. ObseÌvsção: Os sistemâs difásico, trifásico, tetrafásico etc. são cham ados sistemas po-lìf icos. \ A disseminoçõo Quando fazemos uma mistum de duas espécies químicas diferenres. pode ocorrer â dis(eminaçào. sob forma de pequenas partículas, de uma espécie na outra. Havendo disseminação, obtemos um sistema que Íecebe o nome de d/ìçp€r'sâo, Na dispersão, a espécie quimica disseminada Ìla forma de p€qu€ms particulas é chamâda dr:tpeffo, enquanto a outra espéc\e ë chamada dispersanle ot) dispergente. De acordo com o diâmetro médio das partícìrlas do dispeno, a dispersâo s€ classifica em so/rçao, d,i pe8ão coloídltl, súspensao e emulsãoi t -1,' Ij 'q-'ú lI roÀ |*--7* l ) Asslm, temos: So/rção: dispersão em que as parliculas do disper- so apresentÍÌm um diâmetro médio de até t0 A. Nas soluções, o disperso recebe o nome de Jolrto e o dispersante, d€ so/venle. Exemplol Mistr{ Í4de àgua J disperso = soluto(açucaa e açÚcar I di .per.anre (olvenle (água) Dispetsão coloidal: dispeÍsão em qüe o diâmetro módio das paÌticulas do disperso fica compÍeendi- do entÍe 10 A e I 0o0 A. Excmplos: Fumaça, rebìina e geléia. Faça em casa as soguúìles mÉluÍas e chssìÍlqwas en hontgêìNs hetetugè l) Adicione unE cDlherlde úá)de salds cD rinha num Fpo úeio de água e aqile. 2ì Adici0ne uma colìer (de shá)daólèo num copo chsio de água e agite. 3l Adicione um rolh8r lft mpa) de álco0l num mpo cheio de áquâ e 3site. 4) AdiDìone umâ mìhDi lde chá)desald0 c0 linha num copo chei0 de álcool e agitD. 2) 0s diâmetrcs de partículas são medid0s nas uiidades ,r4rtitl, l{l e nìcôretu .L&ì, rÁ- l0rNmerl1m'r0-rcm l i rm-101Á-l0rrm A denominaçâo ,rrrrrizero suÍgi0 èm | 968 em substituiçâo a /rlcror, pois, rigüc samoilE, sle lsmo é denominação de um prelixo q!È slgniÍir. a nittonésina Fane: l , rm_10_om 16 unidadâ i Esrudo das dispe6õ6 3) SuspensAot dispeÌsão em que o diânetro médio das particulas do dispeÍso é superior a I 000 À. Na suspensão, o disperso é sólido e o dispersanre, l iquido. Exemplol Leite de magnésia. 4) -Emrbio: djspeÍsão em que o diâmerro Ínédio das pd-Ì \u la, do dbper.o è .ur ìer ior a to00 ^. Na emulsão, tanto o disperso quanio o dispeÍsanre são líquìdos. Exemplosl Leite e maionese. ffii ExeÍcÍclo resolvido Ë81) Convêner 10O À em cm e rm. l fm- loaÁ =,o."-J y +1ooA-x _1 - , loo.104^ ìoa "=f f i=,o ' Entãol 100À ê 1o ôcm - 19 zu- Rospostâ: 10 6cm e 10 ,rm. ffi ExercÍcr'osdeoprendizogern#:ffi+Féffi,H,ffi"ffi i#8,. I"{l) Converlâl a) l00cmenÀe,]Di bl 5 l ] Int Í lAe cni 0 0,01 Aernueir 'n. EA2) O diâmeho médio das paniculas do dispeno nüna dispúsão é de 5 . l0 : À. Con base nese dado, clasìfique ssa f,43) Classifrque üma diry€$ão qm aDresnra diâmelÌo módio d6 parthulâs do dìDeno de 3 . l0 : l1r. iiiii!!:ili:iiiiliilir i .!1ú.!" !i :;:i::,j iri::r: ':, i j-qij:!:::i::;:j;ìi; 801) São conhecidas as mÊdidas (x)do diâíEtto nádio das FníDuhs d0 dispeBode qualÍodispeGõet a, B, G e0 oen!Íe ef$. ds.cubÉ qual é srrtd, e qual ê dispeaão coluilÊ|. r -5 l0rcm x-1,5.103 câpírulô1-r'émisruras l7 - -_ c I í8 unidâdê 1- EÍúdo d6s dispersóes Copílulo 2 Ás soíuções ClossiÍicoçüo dos soluções Para classificar soluções, adotamos os seguintes $itêÍiosi estado de agrcgaçõo, razão soluto/solrente e nalureza dos panículas dkperses. Estodo de ogÍogo@o De acordo com este critéÍio, as soluções podem seÍ sólidas, líquìdos oü gasosas: 1) Solução sólida: Í soluto: sólido, Iiquido ou gasoso I solvente: sempÍe sóÌido Exemplos: a) Liga d€ cobre e níquel- solu(o: niqueì (s); soÌvente: cobre G). b) AmáÌgama de ouro - soluto: mercúÍio (r); soÌvente: ouro (s). , c) Liga de pâládio e hidrogênio - soluto: hidÍogênio (g); solvente: paládio (s), I 2, SoluçAo líquida: ' I soluto: sóìido, líquido ou gasoso I solvente: sempÍe ìiquido Ex€mplos: a) SoÌução aquosa de sacarose - soÌuto: sacarose G); solvente: água (l). b) SoÌução aquosa d€ álcool - soluto: áìcool (r); solvente: água (J). c) Solução aquosa de oxigêÍ o soluto: oxigênio (g); solventer água (I). 3\ SotuçAo gasosa: { soluto: gasoso t sorvenrc: gasoso Ex€mplo: Ar atmosférico filtrado. Rozõo solulo / solvente Dependendo da quantidade de soluro em relaçao à quantidade de solvente, as soluções podem seÍ diluídas, concentrados, saturadas e supersqturudas. I i, ï 19 NoluÍezo dos porficulos disp€rsos Em função da natureza das paÍtjculas dispeÍsas, as soluções podem ser /rolecrlíÌres e Ì) 2\ SoluçAo moleculal: qrando aspartículas dispersas são moléculas. Exemplo: Solução aquosa de sacarose, Estas soÌuções recebem também o nonÌe de so/r- çijes nAo-eletrolíticas e não conduzem corrente Sotuçtto ìonrca: quÃndo as paflicutâ\ di\per,a\ ,ào ions ou então ions e moléculas. Exemplos: a) Solução aquosa de cloreto d€ sódio (NaCl): NaCt-Na'+Cl b) Solução aqüosa de cianidrero (HCN): HCN=H*+CN Estas soluções recebem também o nome de so/, Ções eÌetrolíticas e coÍrduzem corrente eÌétrica. 20 unidad€ ì -Eíudo dâs dlsp€Ísõêç A dissoluçõo L . - Vamos aprender um pouco mais sobre as soluções liquidas de solutos sólidos. A disso- lução corresponde à disseminação do sólido, sob a forma de partículas com diâmetÍo mé- dio de are l0 À, no seio de um l ìquido. Esse processo de dissoÌução ocorre porque as moléculas do solvente bombardeiam as pârtícuìas peíiféricas do sólido, arrancando-as e mantendo-as dispersas, devido prircipal- mente âo fenômeno da solvatâçào, ou seja, a partículâ arÍancada fica rodeada por molécu- las do solvente. ObseÍve, no esquema abaixo, o que ocorre na dissoÌução do cÌoreto de sódio (sólido): NaCl(")-Naà)+Clúq) ois.olüçÍo do illclr,l O píocesso de dissolução depende dos seguintes fatores: l) ConcentraÇão:  dissolução é tanto mais iÍÌtensa quanto mais diluida é a soìução. Isso significa que é mais fáciÌ dissolver uma substância em água pu- Ía do que em água contendo algo já dissolvido. 2) Estodo de subdivisão do sólidot A dissoÌução é tanto mais irtensâ quanto mais subdividido está o sólido. 3) Temperuíurat De modo g€râ1, a dissolução é mais txpriôftios 1) Pequ dois copos conlêndo água; em um deka sdicione um '10ÍÍãd' de açúcar e no outô un pouDo de açúcar ÍsÍinado. À!íc tm quàld0les a dirsolúção é mais ÍáNil? 2) Psque dois copos; em um deles coloqüe áqla gelada s no oúÍo ágoa Íerrenls. A sêqúiÍ, adicione úm pouco do sal em cada um e agnq tm quldslss . dirrolu, ção á rhÈ fácil? intensa a temperâturas mais elevadas. ' ' - : capturô2 assotucoes 21 CoeÍicienle de solubilidode: o indicodor do sofuloso Entende-se por co€lcje,te de solubilìdade (Cs.) a qua íidade (ge:tr.lmente em gÍamas) ecess'iia do soluto paru fotmar, com uma quantidade-pachão (geialmenre em litros) d, soh'enle, uma solução saturuda e determìnadas condìÇões de temperatúra e prcssão. A variação do coeficiente de solubilidade da subsrância em função da temDeratura Do de'er aral iada graf icamente. {scurvasobr ida.numsi. temadecoordenadasreìeSemono me de cur|as de solubilìdade. A cuNa de solubilidade é um gráfico que indica o coeficienre de solubilidade de umé subÍância em funcão da temDeratura. CuÍva dG lolubilidsde do K 0l Solubilidado 2ô0 240 z2t ?00 180 tE0 140 120 10 8 0 z 10 20 30 10 50 ü0 ?0 80 90100 Veja, ao lado, a curva de soÌubilidade do ni- trato de potássio (KNOr), construída de acordo com os seguintes dados, obtidos experimenÌal- CoefibierÌte dê CsN,.r = 357 g/L(0'C) Sáo nece'sàr io, J57 g de NaCl em I L de água para formar uma solução saturada a 0ÒC. Cs\,.I = 360 s/L(20"C) Sào necessaÌios 360 g de NaCl em I L de áCua para Íbrmar uma solução saturada a 20oC. CsrNnr = .16 g/100 e (30'C) São necessarios 46 g de KNO. em 100 g de águâ para formar uma soluçào saturada a 30.C. l3 0 18 l0 30 20 46 30 64 40 85 108 60 136 '70 t69 80 205 90 246 100 22 Unidade 1 Esiudo dãs dispêÍsóes Analisando o gráfico, podemos dizer qüe: l) a região I corÌesponde às soluções insaturadas, ou seja! qualquer ponto dessa r€gião in- alca que a nassâ ae XNOr dissolvido é menor qu€ o coefici€nte de soÌÌìbilìdade Trata se das soìuçõ€s dil!ídds e conceníradas; 2r a resiào ll corresoolÌd€ as soluçòes supersaturadas, ou seja, qualquer ponto d€ssaregião incl ic. que a ma".a de KrO dis.olvido è maioÍ que o coefrcienre de 'olubi l idade Trala se das soluções rrsíáveis; 3) a curva de solubilidade é a fronieiÍa entr€ as r€giões I € ll e qualq'rer ponto dessa curva ìndica que a massa de KNOr dissoÌvido é igual ao co€ficient€ de solubilidade Trata-s€ das soluções sarurddds. Analise, no gráfico ao lado, âs curvas de solubiÌidade de aÌgümas substâncìas. Podemos perceber que, geralmente, a soÌubilidade aumeüta com a temperalura. Há substâncias em que esse aumento é bas tante acentuado (KNO.) e substâncias em que eÌe é quase imp€rceptív€l (NâCl) No entanto, existem substâncìas em que asolìr- bilidade diminui com a eÌ€vação da tempe- ratura, como, por exemplo, CeíSOJr e Na,So,. Poàemos perceber também que exìs- tem casos em que â curva apresenÉ mu_ dançá bÌusca de direção Isso aconl€ce na tempeÍatura correspondente à dissociação dos sais hidratados. E o que ocorre com o CaCl: . 6HrO e o Na:SOa IOH,O: CaCÌ: óHrO 30€ CaCÌ: 4H,O cacl , .4H:o ;Fã cacl , 2H'o Na:soa . l0HP tÊ Narsol Ct ÍgJl00 I H,0ì 130 120 110 t0 I I t0 ô 5 90 100 4ffi Exercícios reso/yldos ijëlHÍHffJnÌijiít'i:ÏijiiiliiiËËiiii;iii,üilil,{ÍiìÍlLfr1iglÌ$ill{iiir.iilljlir'l ER2) Uma solução aquosa sãt l râda de acetato de chumbo, prepaÉda a 1a'C com os cuida dos necêssários, pesou 45 s e poÍ evaporacão lorneceu um resíduo sólido de 15 g Cal cular o Cs do sal a I8 'C. Admitindo que a massa da quãntidade pâdrão do solvente sêjâ de 1OO g' podemos calcu lar o Cs com a seguìnte fórmula: 100 L cs : ìõd - t' E.tão: f m, = 1 5 s (massa do soluto) 1 m = 45 s {massa da sotução) I m, = 45 - '15 = 30 s {massa do solvente) Cs = 10O Cs = lOO. 153õ= r r - 50 g/ ' lO0 g Besposta: Cs = 50 g/1OO g. ER3) A solubiljdad€ de um salaumenta tinearmente com a temperarurã. Sabe-se quê, â 1Oo C. 50 -g-dêsse salformâm, com água, 3OO g de sotução sâturada. Aquecendo essa sotução a 50oC, â satuÍaçãosó é mantida se são acrescentados tOO g do sal. Catcutaro coêfi;ien te do solubi l idade desse salem água a 35oC. Vâmos detêrminar o coefìciêntê de solubatídaoe, Ìomanqo drão de água. Ìemos: r^ô. I sar =5u9ru"t lsorvên; 3oo-bo - 2soo - cs - Como a quantidads-padrão de água é de 1OO 9, vem: soq x 50 IOO z-so g t otiã - x- - 'zso 2os Loso, Cs = 20gl1OO9 (1OoC). "^,^ fsat = 50 + IOO = 15Oqbu"u Lsolvente - 2sos --- - cs - l5os/25os lOO g como quanridade pa- 50 s/25O s l5O q x 15O. IOO 250ã: íõõg - ' : - - - r5o- Loso, Cs = 60 s/1OO s (5o'C). Dsí: :60s 60 x x-2O 6o-x x 20 so ss 35-10 * --r5 - 2;- - 25 i60-rr 15 lx-2oj ' + 15OO-25x:15x 30o + -25x 15x = -15OO 3OO = 4ox = t SOO = x = 45 Rssposts: Cs = 45 S/1O0 s (35"C). 24 Unidade 1 Estudo dãs dispeFões #i$i ExercÍcios de oprc ndÀogern lrliffilffil{StHiiiwiffiffi!Ìlii EA4) Cìaslifique, quanto âo estâdo de agegaçào, ar se- b) o Css, á óooc (quantidade-padáo de água: guintd soluçoes: 100 d. a) aÍ atnosféÌico filtrâdo Süponhs que a vdìação da sôlubilidade rÌn tunção b) NaCl dissolvido en áeua dâ lemDe'aluÌa sejâ linú. c) aelona e áeua d) iodo di$olvido cn clolofórÌnio f, lr) As cuívas de solub'lidade de dois sólidos, A e Ì, e) lisa de cobié e zirco en água, são dadd no $suiÌte sÌríficol EA5) Claiifique, quanto à iaturz dd pãnícìlA dis persâ!, as sesuiíles soìuÈ\: _. T _ ar HCI en agua d) \ãr.O. em asLa :: I b)C,HrO,enásua e) àlcoolúmum e âsu{ l : l - - - - - - - - - - - - - - - - - - . o Niott. 'n áeuà r51 B r^ó) Dê o sisni'iedo deì l3l // a) cscea = 2sll(ooc) zo+,------ - - --/ _ b) CsNoj = 1ó ploo I (3ooc) l5r c) GM:nr = 410 e/l 000 e (9{ì" q r[ï----------1 5t Idl CsMd =.] ,6e/ l0g{200c) " l i "c- i ,> { [Anl romm agiados 3a I de 0irBo de ciìcio coo 25 s ì[ 20 30 lÍ 5Íì V I ?,: l.'j:.j-o^ïÌi:i:.',.ïr3l^ï,i^"_ïi:"-.. a) Dnsorvendo 20 s de  cn r00 trú de ásua a ma$a d€ una soluçâo salunda que conkihã l7 s desse saì na lmDqâluÌa co.sideradâ. - poÌ fiÌtaÉo loÌaÍn oblidos 57,5 s de soluçâo saru' " :;:: "-:: :: :,: 1ì:l: l;l ï :: ::: nda. caicute o cr do sal a ls"c u"t e, en 3e8uìqa, aoarxÚoo a ImDeErüÌ5 pda m" C, que tnâss de A mtrtirüã diisolúda? { [ sì A unâ deteÍninada knDeÌaruE. o cs do rcdero de b) Dìssolverdo 30 I de I eÍn 100 nL de ásuâ â \-./ soaio i C. rm ci r00 e. iatcute â mâssâ de àsua ne 50'C e, m sguida, abâixando a tempelãtün asária para inpanr unasolução salüEdã qle pam 20oc' que nasa de 0 preciPih? contenhn 12,ó g des$ $l na tcmpeÉlüa consi c) Detenhe o cotficie e de solubilidade de tr /-\ deÍaú. a ì00c. / \ d) En qüaì teÍnp.ratuE os.oelicienles de solubili- I elctj torar mi{úador e agiudo" 200 s de .ulÍalo de dade d< A e I são isudi\] \-/ amónio úm 250 s de ácua. bultirdo Dm si\rcna /^ heleosêneo que, Dor ÍIração, ionèceu 5 g de Ìesi- [ EArrlo coelìcmte de solubiüdade de uo sal, núma deter- duo. Calcule o Cado salna tenp€ratura eÍn que a \-./ninada kmpeÌarum, i d.6E s/100 I Calcuh a EAl0) Sabe-$ que, a m"C, 30 s de ün sal rornârn con 200 I de água um blução sstuÌâda. A 800 C EÂú) Foram niíurados e agirrdos 100 g dc sulfâro de sò- são neúessári$ t0 g dse sal, dislolvidos em 26S g dio con 750 s de âgua a I E0 c, restraúdo uÍn sisre- de água, Darã da unã solução saluúda..Cãlcük: ma heteÌosêneo. por filÍãção d6se sislenâ ioÍan a) o Csd a 40" C (quârtidade'padáo de ásuâ: oblidos 900 I de solução satundâ. Calcule o C! do lm c); sal a 180 C e a nassâ do Esiduo da liltÌ4gão. EDzl A solubilidade de um sslem água va â lineammro com a remperatuÌa.  30. C.30 s d6s0 satÍ0Ímam gom óoua 180 g & uma solu9ão satuEd.- Tâls0luçã0, quando aquerid! . 70'C, *ige o acÍéscimo de tuis 45 q do sal oac m|Íer a satuhcão. Calrule 0 C€ do sall ã) a 30'Cj b) a 70'C; cì a 50" C. Admita 100 I c0m0 quânrìdâdÈpsddo de águâ. 25 As concenlÍoçôes dos soluçÕes Exìstem difeÍentes râzões que podem ser estabelecidâs entre as quântidâdes de solutc, solvente e solução. Tais razões são denomiÌÌadas gener'cameÍrte concentmções. qs quântidâdes 4e soluro. sohmle e soluçào podem çer expressÍts em massa ag. kg e1c.l. em vol!ìme (mL. cmr, L el,c,, ou em nìirnero de mols Os tipos mais comuns de concentração são üt!.1, (T), fação nolar (\), densídade abso' luta (d), co centração conun (C), cotcentação nolar (M\ e co cenúação nolal (\). Ífulo Chamamos de tít,rao de uma solução a razão estabelecida entre a massa do soluto (mr) e a massa dessa solução (m), ambas medidas na m€sma unidade. Assim: i l l tm, tm IT = massa do soÌulo = massa do solvente = mì + m1 = massa da solução = titulo (número pulo, isto é, sem unidade) Podemos conhecer a porcentagem em massa do soluto na solução fazendo: Assim, se o título de uma soluçào é 0,2, isso significa que pr : lM . 0,2 = zoolo.Is- so quer dizeÍ que a solução apresentâ 20q0 em massa de soluto e, evidentemente, 80qo em massa do solvente. E Exercícrbs rêsofudos re ER4l Umâ solução é preparãda dissolvendo 50 g de açúcâr êm O,45 kg de águô. Ouâl o título dessa solução e qual a porcêntagem em massâ do soluto? O açúcaréo soluto: mr = 50g. A água é o solvente: m, = O,45 kS = 45O S. Entãol '= ;,i,;; - r=Eõ#+6õã= -ffi - íiliiË1ffi 26 Unidade 1 Esiudo das dispéÍsõ€3 pl = 1OOT = pr = 10o o, l Besposta: O,1 e looó em mâssa do soluto EB5ì Uma solugão contém 15 g de saldissolvido em certa quantidãde de ásua Cãlcular a sa dâ solução, sabendo que elâ contém 80% em massa de solvente. O sal é o soluto: m1 = 15 g. A água é o solventer 8O%- Como há 80% de solvente, os 2OoÁ restantês são de soluto Então: ì roo 1b, m-- . i5S 100% - m | 2u Este píoblemã podefia também sêr resolvido com o âuxllio das fórmulas: p - ìooÌ r 20- ]OOT è r õ-o 02 | - - = 02- ; - m- o,"z -75e Rêsposta: m = 75I. f,Ar4) Una solü9ão coÍlém 30q0, m nãssâ, de solulo EAIT) Sabendo qü€ a quanìidâde de solvent é de 56 s, dÈ temine a Íía$a dssa solução. EAls) São dissolvidos 45 g de hidÌóxjdo de sódio em água. Calcuìe a na$a de água, sabendo que o solu- to.orcsponde a 150tu, eÌn ndsa, da solugão. f,Âró) PftpaÌaie uÌnâ solução dissolvendo'se 8 e de saca_ rose en 192 g de água. Qual é o Ü1ülo dessa rclu_ ção? E03) CãlNle a mase de ágú que deve evapoÉÍde 320 q de uma sluçâo aquNa slina a 5% em mNs, a limde 0ue a solutão Ésullanle conlenha 8% de totuto em mass Dereinine a poftenlágeÌn, en massa, do una solüção que contén ?5 g de nitrato dissobidos en 0,425 kg de ásua. f,ÂlE) O títuÌo de una so1üçã0 á 0,25. CahìIe a EA19) O títülo de uma solução é 0,15. DeÌeúnine solulo, sabendo que a do solvente é de ó0 do solvenle. sâbeido qüe a do soìüto è dd 27r FÍoÉo molor Para uma soÌução, sâo consideradas düâs frâções molaresi à Jração nolar do soluta e a 1ì.Ìção nolar do sobente. FÍação üoLar do soluto (xr) é a razão estabelecjda entre o número de mols de moléculas do soÌuto e o númeÌo totâl de mols de moléculas da solução. Fruçãa malar do sobente (xr) é a lazão estabeÌecida entre o número de mols de moÌécu. soÌvente e o número total de mols de moléculas da solução número de mols do soluto número d€ mols do solvente fÌâção mola! do soluto fÍação moÌaÍ do solvente de mols pode ser calcuÌado âfavés da Ìãzão massa por mol. Assim: se provar que para qualquer solução a soma das frações moÌares (soluto e solven pre ìguaÌ â 1. +x,= t r r + n, Ì r r +n,- nr+n1 r ì1 +n2 ma soloção contém 5 mols de moléculas de soluto dissolvidos eÍn 20 mols de molé ulas de solvente. Dêterminar as íÉçóes molarcs. I ln"=20 ercícios reso/vldos iiffi,ii,ëiiti*lï,Ëii$Írì'$*,t'ii'ãìi'itH; liì!ËSIiF"f+f.*'lllü't ' . : L Besposta: r r : O,2 e \=O,4. Unidâde 1 Êstudô dás dispersóes ER7ì Sãodissolv idos 12,6gde HNO3em 23,49 deásua. Calculãrasí Ía9Õesmolãresdo to e do solvente des$ solução THNo3éosolutb ,n.- 1f , : ,6 - o,z t - - LH,oeoso&entê ' n,- Ër - r ,3 n, O.2 n, 1.3 R€spost. : x j = O,13 e x, = O,87 = O,13 = O,A7 5l,l g de á8ua. D€temine d lÌaçoes NaOH e da água. nüna cena ÍÌa5sa de árüa. Calcuh a dessa solução, sabendo que a lÌaÉo to é 0,1. o,2 1É ã$$t ExeÍcÍcrbs de oqendizagem f,420) En 356,4 I de ásua são dbsolüdos ó8,4 s de sacâ- Ìose (CuH,ol). Delennine as iraçoes nolarcs da sacarcse e da ásua. EÂ21) Nma dadainâda solução, o iÌjmso de noh de soluto á a Ìerça paÍe do nún Ìo de nols do soì_ vente. Descübn 6 lÌ49õer nolarcs do solulo è do ED4l uma soluqão aquosa ds ácidD niÍico lHÍ'los)ãpreseíh Íaçã0 molâÍ de solulo iquala 0,1. Cahul. ã 9e4 em íÌìa$a, do HN03 nessa mìução Densidode obsoluto Densidade absolúta (d) de uma sPlução é a razão estabelecida entre a massa e dessa soluçãol = massa da soÌução = volume da soÌÌìção = densìdade absoÌuta da solução Assim, se a d€nsidade de uma soÌução é de 200 g/L,isso significâ que cada ção apresenta massâ dea00 g. EA22) Una soluúo collm 6 g de NaoH X^23) Uma soìuqão cofiú 29,4I de HrSOa !q, l ï lai [ ._ rcsolvido lar a densidâde absotutã de umâ sotução que apresentâ massâ de 509 e volume de = 2OO cm3 = O,2 r - 2OO cmr - d: : :4 - ç9!r!!19!:ìf !91!!9!L?9 d = O,25 S/cm3 = 250 S/L : IO quê, para transformar g/cm3 {ou S/tnU em 9/r, dêvemos mukipiicãr por 1 OOO: : d = O,25Slcm3 ou d = 25Os/1. absoÌDla de ma soìüção é de 1,2 g/cmr. o volüne ocüpado. sâbendo que a massa da éde48g. Í cte aprendizogem #jì$ffiiitiíIdili$ird|,fftrr$lH$trliiHËi$S'ilìlÍÉ xÂ2ó) Á ndsa de una sotuçào é de 86,4 s. Caìcile o vo- túme. eo ìirÌos, dessa sotuçà0, que ã!Íesenra una dmsidade de 2,7 shm '. f,427) A densidade de una olução é de 0.E g/1. Dúsmì- ne a nassârdessa $lu9ã0, qüe apresenra um votu,ne ExercÍcios de f ixoçdo tr$ì.ïïs.$.ÌF,fi8ï$?ÈffiRÌìï*Ë]$iliËF,Ëiìii,,rï Dê o significado das seguintes sentên- a) Uma solucão apresenta tÍtuto ioual a o.2. b) Uma solução a 1O%, em msssa, de Uma so[]ção apresenta densidade de I 2O0 g/1. Uma solucão a 17%, em mâssa. de NHaCt possui 50 s de sotuto. Ouât . massa de água nessa soiução? EF3) Oua a porcentagem, em mãssa, de soruro nLrma solução prepaÉda peta soluqão apiesent! massa de 30 s e ocupa un c de 40 cn1 Qual é a süa densidade absolurã, clL? dissotucão de I9 de NaOH em 92 g de EF4) Dissolve se Í mot de motécutas HCI em 963,5 g de águã. Cstcute a porcen- Ìagem, em massa, de HCt nêssa sotu ÊF5l São dissolv idos 68 s dê (NHJ,S êm 342 g de águâ. Descubra as Í;çôês morares do sotuto e do sotventê dessa EF6) Calcule a mãssã de 5OO cm3 de uma sotucão cuja densjdade ãbsotura é de 20O g/1. Unldâdê ì - Estudo dâs disDe6óes ConcenlÍoÉocomum Concentração comum (C, de uma solução é a razão estabelecida entr€ a massa do solu- to e o volume dessa soÌucão: onde: í m1 = massa do soìuto { V = volume da solução LC = concentração comum Assim, se a corcertração comum de uma soìução é de 300 g/L, jsso sjgnifica que cada litro da solução contém 30O g de solüto. E impoÍtante não confundiÍ densídade absoluts coín co ceníração comum d€ uma so- lüção. Veja: d = 300 g/L + cada liíro da soluÇão apÍeseÍta massa de 300 g (a massa da solução é de 300 g). C = 300 g/L + cada litro dd soÌüÇão conÍëm 300 g de solulo la massa da solução é! Portanto, maior que 300 g). Agora que vocêjá conhece titulo, densidade e conceniÌação de umasolução, vamos es tabeleceÍ uma relação entre essas gmndezas: T=!! +m,=mT Nessa relação, a concentração e a densidade devem ser expressas na mesma unidade. 'i'dr.ì$ ExercÍclos reso/yldos $I11ïìisïìt1ìï*'iìiiiif,rì1il,l1ÌììïÌilïlli'iÌì11ìì1ììllrlìlnrlì11ïlìçiïrFn{sw$ ERg) São dissolvÌdos I g de sacarose em águã suíiciente pârã 5OO cm3 de solução. Oual é a concentracão comum dessa soluÇão? í A sâcaíose é o soluto = m, = 8s ìv=5oocm3=o,51 ^ 8q ": v = u= sooãm-l - ^mT CL 0,5 L C = 0,016 g/cm3 = 16 g/ t 16 g/r .Resposta: C = 0.016 s/cm3 ou C = ERIO| Uma solu(àode Na)COl apresenlã densrdade isuât ã1.15g,cm".Sãbendoouel50o dessa solucão conrem 60 g de Na.CO,. catcutar ã concentracào cohum dessa sotução: fd = r , r s s/cm3 1 m = 15Os I m, = 600 - 60o,=m = ' : i6õï - C=dÌ + c=1,1s:o,4 Respo$tãr C = 0,46 9/cm3 ou C:460g/1. f,432) Por evaporaÉo, 20 nlde um sohção aqüosa de NaCl a lJl70 m pe$ dão 3,ó g de resídüo. Calcule a dersidade d6sa solìr9ão. f,Â33) São dhsolvidos 50 e de um sal en 200 c de ásua, oí- sÌDando uma soÌüção cüja dújdâde á de 1,2 &/ünr. Deterújne a conerlÍa9ào comun dssa solüção. f,ÂJ4) CaÌdh a concnlÌa9ão conuÍ dc um blução de 1,5 s,ínlde densidade, sabendo qüe ela $ntén 2j I de suìlìrto de môijo dissolüdos em 275 I de ásüa. ConcenlÍoÉo molor . ('unLcnttuçào nolar | \'t I de umâ soluçâo é â râlào esrabetecida enrre o número de mols oe morecutas do \oluto e o \ otume. em ì iúos. dâ .oluçào: M_ I n - número de mol. de motêcutas do çotuÌo { V = volume. em lrrros, da sotüçào( M = concentração molar & ffi FxercÍclos de aprendizagern W EA28) Calcüle a conanlÌação comun de üma $lugão qüe apresenrz volume de 800 cmr e contém 20 s de so, [Á29) São dissolvidor 400 g dc clorelo de sódio en á8uâ suficieile laÌa 2 L de mlugâo. Qüal é a conenúa, Éo conün dessa solução? EÁ10) A concdÍãÉo coÍìum de üma soluçzo é de m dL. D€teÍnine o voìume dessa blucão. sah€ndo oue ela co ér ?t s de ioluto. lAJl) Delemiie a mass de NaOH dissolvjdo en álua süficienle pan 600 cnr de solução. *j, ,o"ceúa- ção cornun á de 0,7 g,/cnr. Unidade 1 Esludodasd A concentração molar é tambêm denominzda molaidade. Assim, se uma solução é 0,5 moÌaÍ (0,5 M ou 0,5 mol,/L), isso signiÍica que cada /t/o da soluÇão.oírtêín 0,5 mo[ de solüto. Como o número de moìs é dado pela razão massa por mol, podemos estabelecer: Podemos, ainda, €úabelecer uma relação importarte entre a concentração comum, em g/L, a concentração molar e a densidade, em g/L: c.ï =m c\ ou C=M mol l d_ M mol . , , T_ M mol,-Td água suficiente para aOO cYì3 de solucão. Oual é â 4L M = lqll CV M= ffi Exercíclos reso/vldos EB11ì São dissolv idos 19,6 s de H,SOaem molaridade dessa solução? H,So4(soluto) = mol j = 98s mj = 19'6 s M . . t , . v = M - gdi i . ì Ì8Ì 0.25 molr oJ o,?b molar,0,251úr Bêsposta: M = 0,25 molar. ER12) Temos 40OmLde umã solução o,15 M de NaOH. Deteminar a mãssa de NaoH nessa so_ lução e a concentrãção comum, M = O,15 molar I V = 4OOmL: O,4 L I mol j :409 l Rssposta: m! = 2,4 g M= - +r- - c=M.mot1 + e C = 6 s/L- o,15 = 4õTàZ - m1 :2.4e C=O,15 40 = C=69/t Srp&fs?:a!_!rf{rrr: .]9g *'n"'"ïï:,".";:ì:,".ï::"":fl :',,11*?"ï"3:""::1"ïï"" j::ïxï:";??1"a jcu,ãracon v = 20OhL= O,2t ] f t , .-",to"un it -#ì - v- r6f$7 -o.zs Na2CO3 DUEI Czlcde ã nA\ade HcN que ,]{è fr dissohidâ emãs!à paÉ obnr 100 cd,de sotuçjo 0,ó M. - ,2Nâ + + CO3 ,".'gF'i,./'. ,".Hr,. i"Ëá: :::H:'3'&1i1ïlï",ï;T,t:'fo:",, üì *" Na + é de o.50 mo,/r ío.bo M) e em Rssposta: o,25 Ìú ísâJ), o,50 M {Nâ+)e o,2s ÍM (coj )_ iïm €ì(e/cÍclos de oprendizogem ffiiì$ffffii,lffiffiffimifffi. EÀ}t oual c á concenrÉqào motar de uma solucào due_,,",;.;üïï;;..;,1iï;ïi::ïxì:. *," 3..iï,jlii#)1,11,,i ïïfJ:,iil;ijì:,_ * li:"0,*"'1": Ì,n,, o_. N_dcr er ãsla \rom* ** f;[',]: :,:",1ü;ff ï;,,tï:.';:ï:,1:J!'jï i*ïïJ:Ìì.de sruçro. Denbra ã noraÍidâde rArnca,.u,e d mo,a,,dddr de "ma so,ucàô aquosa de '^'"ì:ï'ï;it'üi:,,'":-i':i'.1?;lïiï1,ïï'l; !iid;i;;5: ffi;ì'ï l.'ïü"J:ïïìi.ï ;ïil'ì: '11%i'l '*" 'o 'a e em e q:ao *'"?:ïI"ïffi ,f,í,,ï#li?iïl":ï,::i'":li,ï ii:Xïl',ïffï$l'i"ôï ''ção em reraçào ao *" i.l il#Íï:Hïï:: itïïìi iiilïï;it l;L1#il[iiiïJiiÍ! ill]".gx;;i" **",,.,,,.,,," 34 u-d.d.1 Esudô dás dispê-óes Conc€nïÍoÉo molol Concentraçào molal (W\ de uma solução é â râzão estabcÌccida entre o númerc de mols de moÌécuÌas do soluto e a massa, em quilogramas, do solvente: . m:(xgl í rr = número de mols de moléculas do solüto ( m - masa. em quììograma.. do .oìvenre lW = concentraçào moìal A concentração molal é Íambêm denominad?' molalüade . Sâbemos oue n, = ]I1 . e"tao,mol, -lI!-Lmol," - m;Ge ;.(It Considerando a massa m, em gramas, temos: 'ffi Exercício resolvido ;i:i!,i,,xìi:!,tliïii'inilliÍir',:r'ixiiÍiiiiii: ii,.íiiiúilliiiiÍiiï:iiíirìÌi{*;iiï* EB14) Prepara'se uma solução dissolvendo se 60,6 g de KNO3 êm 2 0O0 g de águã. Oual é a concentracão molal dessa solucão? Í Assim, se Ìrma solução ó 3 moÌal, ìsso significa que para cada 1000 g (1 kg) do solvente existem 3 moÌs do soluto. KNO3é o soluto = molr = Aáguaéosolvênte r m, Resposia: W = O,3 molal. ' lo1 s ì w60,6 s I= zooo g I - l OOOml . . . tooo.60.6vv = Ìn ,aõõ = u.r mo,al c€pituro2 Áé slucões 35 W Exercícìos de aprendízagem |Wffi EA43) EÀ44) EÀ{' [Â46) EÂ47) Calole a coMtrtragão nolal de umâ solução peparaú pela dissoluçâo d€ I,7 e de HrS eÍì 800 s de ásna. São disolvidos 2,Ì4 g de cloreto de anônio (ÌüLCÌ) em 1.64 kg de âgu. Qüal é a nolalidâde dessâ soluçâo? UÌnâ soluqão 0,8 nolâl âpresentâ 850 g d€ ásua. DesdbÉ o úmelo de nols de nolécÌnas do soluio contidos nessâ En I 400 g d€ água são disrolüdos Í sm8 de sulfito de sódio (NârSC\), de nodo â obter lm solüção 0,a5 molal. DissolveÍì-se 39 g de sulfeto de sódio (Na?S) €m r grnnâs de águâ, obterdo-se una solução 0,8 nolal. Qual é o W Exercícíos de fxação W EFr) Dê o significado das seguintes sentenças: a) Uma soluçáo de NaCl aprêsênta concentração de 2 9/1. b) Uma solucão 0,81ú. c) Uma soluçáo'1,5 molal . EF8) Calcule â concentração molarde umãsoluçáo de HrSOa cuia co n ce ntração com um é dê 9,8 g/1. EF9) Oeterminê a massa de NaoH que existe em 2 Lde soluçáo 0,1 M dessa bâse. EFl0) A porcentagem, em massa, dê êtanoì (CrH6O) em uma soluçáo aquosa dêssa substân- cia é iguâla 46%. Calcule: a)a f íâção molarda ásua nessa soluçáo; b) a molaridadê dêssa soluçáo, cuja densidade é de 0,8s/cm". Er11) Prepaía-se uma solução dissolvendo-se 34 g de nitíato de prata (a9N03) em 250 g de água. oual é â molal idad€ dessa soluçáo? EF12) Sáo dissolv idos 6,0 s de uréia ICO(NH,),1 em 90 s de á9uâ. Deteíminê o t í tu lo dâ solução, âsfrâçóês molarês do soluto e do solventê ê a molalidadê da soluçáo. ED6) Temos uma solúaão aquosa de HCI 7,3 lV, que contém 24% em nassa de soluto. Calculê a densi dade dessa solucáo e a sua molalidadê. A dilui$o de umo solu$o , ",i ' ' ' A diluição é umprocesso que implica o decréscimo da conc€ntração de uma soÌÌrção. PaÌa consegui esse decréscimo, podemos juntar solvente à solução ou retüar uÌÌÌâ paÌcelâ do soluto nela presente. 36 unidâdê i - Esludo dâs disp6rsó6s Vâmos consìderar apenas o acréscimo de soÌvente: """""".,"'ry & M,: + Disso, concÌuimos que: mr : cÌvr Ì mr : crvl l nì:MlVr Ì n1: Mrv, J W Exercícío resolvìdo ER15) Considere 40 mL de umâ soluçáo0,5 M de NaCl. Oue volume de água devê sêí adicionado pãra que a sua concentração caia para 0,2 M? { v, =.0 . r L M1=0,5M I v,=t l r .=o.r t solução 2 Entáo: M1v1= M,v, = o,s 4o=o,2v2 + v.= !4;19 =1qs-1o.2 Logo, houve um acíéscimo de 60 mL de águâ {100 mL - 40 mL = ô0 mL). Resporaâ: 00 mL. ì lïtüfiIil f,A48) lA,r9) câpítulo2 as soluçóes 37 Exercícios de aprendìzagem li.Hüïliiïì'ffi{{jftiËXlì{$iÍ$i1H'iqiÍtrülIlr{Íifl#i.!! Calcde a concenn?9ão mold de ma solüção oblrdâ â pârtir de I L de solugão de KNOr 0,3 M, à qüd são aúesc€ntâ- dos 500 mL de ásua pm. Qumdo âdicionânìos 100 cnr de ágìla a um solnção de NaCl, obtenos I L de solução 0,09 M. Detemine a mole; dâde dâ solução mles do âcÌéscino de á8rÌÀ. ED7)Temos umãsolucãodeácido clorídr ico lHCl)quêapresenta 2070 em massa desoluto e densi- dade dê 1,1 g/ÍnL. Oue volume dessa solução devê ser diluído pâra foímar '150 mL dê uma solução que contenha 8% êm mâssa de soluto e quêiênha densidâde de l,05 g/ml? A misÍuÍo de solu@es Vamos estudar três casos de mistula de duâs ou mais soluçõesl 12) Mìstura de soluções que apresenktm o mesmo solato e o mesmo sobe te ConsideraÌìdo a mistura de duâs soÌuções, temos: r" , , : \1+% mÌ:CrVr mì = c,v, nì = MrVl nl = ttlzVz ] " -, . -r = c,. (vÌ +v,) .j ] " " ,*" , :M,.(vì+v,) + W Exercícios de aprendìzagem iflWffi f,450) 30 mr de solì!ção 0,1 M de HNOr foram âdicioÍâdos a 20 cm3 de soìução 0,2 M do mesno ácido. Calcüle â Írola- ridâd€ d. soluçâo resultânte. EA51) Duâs soluções de voìunes ie!âis e de corcentraçõs 0,\ Me 0,1M rolan mistundâs. DeÌernrne â conceotraqào molar da soìução .esültânte. f,Â52) I00 ml d€ uÌnâ solução de Caclx de 0,03 g/Íú de concenÌraçâo sã0 misrurados con 200 nú de ourra solução d€ Cracìr, EsüÌraldo uma sÕluçâo de 0,04 s/nr de corc€nhaçâo. Calcule a concenrraão d! sluçâo de 200 nú. f,Á53) Sâo nishüadd duas soluções, A ô B, de m nesno ácìdo, resuftândo 500 cn3 de solìlqão 0,5 M. Câlcute â corcen, tação ÍìolâÌ dâ solução B, sahendo que a solução A â!Ésenta volume de 200 cÍl € conce râção Ì M. 'W Exercícios de fxação iW EFl3) Calculex, conforme o esquema: V,=0,61 Ml=0,5M Mz=0,2M EFr/ Í ) Desêja-se preparar uma solução 1 M dê NaOH, part indo dê 400 mL de uma sotuçáo 1,5 M dessâ base. Ouê volume de água dêvê ser adic ionado? Oual o votumê da soluçáo 1 M obtida? Ef15) A 100 mL de uma soìução 0,25 M de {NH1)rCO3 sáo adic ionados . lOO mL ds umà solução 0,5 M do mêsmo sal. Cãlcule a concentraçáo, em sÂ, da sotuÇão resultante. ÉFl6) Ouevolume dê águâ dest i lada se devejuntaía 5OO mL dê umâ sotuçáo de ácido sutfúr i - co, de 1,96 g/mL de densidade e 90%, êm massâ, de H2SOa, a f im de se obter uma soluçáo 10 M? EF17) Uma solução de ácido nítrico tem 1,35 g/mL dê dênsidãde e 56%, em mâssâ, de HN03 DetêÍmine ovolumê dessâ solução que, diluída, fornece 3OO mLdê sotução 0,6 M. EFl8) Uma soluçao de ácido niúico de 1,26 g/cm1de densidade conrem 409o, em massa, de HN03- Oue volume dessa solução é necessár io para, após umâ di tu ição, preparar 2 L desolução 1 M de ácido nítrico? 22) Mhtura de soluções apresent tn.Ìo solutos diJërcntes que não reagem entre sì e o nesno Vâmos considemr a seguinte mistura: I\4r = 1,5lV Vr = 120 + 180 = 300 mL de NârSOa tvr =2 tú Agor4 ânâlisemos o que ocore: Tudo se passa como se a solução de NarSOa solì€sse uma diÌuição, passândo do voÌume de 120 mL para o de 300 mL. Isto âcontece porque a quantidade do soluto NarSOa rão se altem, pois ele não reage com o K2SO4. Por oütro lado. o mesmo ocoÍe com a solução de K2SOa, oLì seja, é como se houvesse uma diluição, pâssândo o volume desta soÌução de 180 mI para 300 ml. Eítão, podemos corìsiderar que as duas soluções sofÌem rmÌa diluição. Assim, temos: soÌução de Na2SO4 = MrVr + Mr: . .1 2.120 = À4 300 = + Mr : 0,8 molar (0,8 moYL) : M'V, 2 t20 300 solução de K2SOa = ìÁzvz - M.Vi = 1,5 180: À4 300 + = M. = -o'-!q = M, = 0,e molâÍ (o,e mo!,4-) Logo, â solução resuÌtante é 0,8 molar (0,8 mol/L) emrelação ao NarSOa e 0,9 moÌar (0,9 mol{-) em rclação ao KrSOa. Podemos. evidentemente, câlcülar âs concentrâções moÌares em relação aos íoÍìs nâ soÌução resultarÌte: Na2SOa + l l rso4+ 2Na- + 2K- + SO; SO; ÊÀst Então, â solução resultante é 1,6 mol/L em relação ao-s íons Na-, 1,8 mol/L em reÌação âos íons K* e I ,7 mot/L (0,8 + 0,9) em relação aos íorÌs SOi' Esse raciocínio, feito com a concentração molaÌ, Pode também ser feito com a concen- ffi Exercícìos de aprendìzagem 1ffimffiffmffiffiü EÁí) 500 mL de uÍna soluqão 0,4 M de NâCl são nistürad$ con 300 nL de üÍìâ solü9ã0 0'8 M de KCl Calcule â concentacâo Íìold dâ solucão Esultâtie en relâção a cada uÌn dos sâis e eú Elâção aos respôcnvos tons Tenos 750nrde utusluçio 1,0MdeNârsoa e250nLdeuÌnâsolüção 1,0MdeNaCl' calclrleasonce raçoes moìa€s en Elâção aos sais e en !e1ação aos ions dâ solução €sultarte dâ mislÌu dâquelas solü9ões 32) Místura de soluções apresenta do solutos díercntes que reagem entre sì e o mesmo Ouando as substâncias Ìeagem enüe si, a determinâção dâs concentrações de cadâ uma das espéciec, após a misturâ. é ieiLa atrar es do uso do cálculo eslequiométrico' vamos considemr, então, as seguntes mrsturâsì a) - aO unidade 1-Eíudo das dispêÌsÕes solução rcsultaÍìÌe V,= 150 + 100 =250 mL da solüção resultante emrelâção ao HCl, ao KOH e Iniciâlmente, descobÍimos o número de mols do HCI e do KOH nas Ìespectivâs soÌuções: soluçãodeHcl lvr - 0,1 lv,ì vr - 150 mL Calculemos a concenttação molar ED8) ÍVistu6m-se volumes iguais de soluçóes l lU de NaCl e KCl Oual selá ã concentEçáo molaí' em relação aos íons Cf, da solução resültantê? V. : 250 mÌ- (0,25 L) À4=? nKct = 0,015 mol solução de HCl =t ,=+=0,1 =m + nHcÌ=0,Ì .0,15 =+ = nHcl = 0,015moÌ soÌução de KoH - onr= Y =+ 0,r5: f f =nKoH=0,r5.0,1 = 3 nKoH :0,015 mol A equaçâo dâ reaçâo que ocone na mrshrm a. HCl +KOH -> KCÌ + H2O A paÍir dos coeficiedes dâ eqüaçào. Derceb f..üffi',í,f"ïiiSÌ ;ïiï.iË;,i^:tï:il::ï:i "[ï lì Hl:ï1."iï;,ïïiï Como o_s n ú,Ìneros de mots de HCì e KOH s? -u ^vn. oavendo a prod,rr o. o.o,r 'no, o! ' ,1Ë, l js namiqrurânàoexisr i rámai(HCI Desse modo, na mistuÌa. temos: . moÌaridâde zero em relaçào ao HCt. pois ele náo exisle;:il:i*'"ri:::f,;""Jil.ï5li"x#3ll;iiï".i.Ëiïiï.:i;*.** u.=; = r"r : f f i :o,oeu b) Mj = 0,25 [4 V1=300m1 CaÌc!ÌÌemos a conceÌìrraçâo molâr da solução resulrante: soÌução de',soa = v, = 1: = o,zs = tï = na.so, = 0,25.0,3 + - nH:soa = 0,075 mol V, =300+ 200 = 500 m! 7 42 Unidado r -Esiudo d*dìspeÍsõês sorüçàode \âoH - M, n) iP é 0.9 n\ 'n" ' . , õ j ' n\ 'oH 0002- É nN'oH:0'18 mol A equação dâ reaçáo que ocorre nâ mjsnúa é: H2SOa+ 2NaOH --> NarSOa + 2HrO A partir dos coeficientes da equação, percebemos que I mol de H2SOa reage com 2 mols de NâOH produzindo 1 moÌ de Na2SOa. Portanto, 0,075 moì de H2SOa reâgem com O, I 5 mol de NaOH pÍoduzindo 0,075 moÌ de NarSOa. Como o rúmeÌo de mols de NâOH na solução é mâior alo qu€ o consumido lÌa reação, sobm NaOH: 0,18 0,15 = 0,03 moÌ de NaOH Ëntão, na mishlÌâ, temos: . moÌaridâde zeÌo em Íelação ao H2SOa, pois eÌe não exisre; . molaÌidâde diferente de zerc em relação ao NâOH, pois hour€ sobrâ: M, = 9{1 = s.s6 À,Í 0,5 V : 500 mL (0,5 L) l À4:? !y,= nuoH * n^,or, : O,O: mof J V' . moÌaridade diferente de zero em relação ao Na2SOa, pois ele se fomou: v. : 500 rnl r0.5 L) ì -M,- '^^__ I \4. t ï : " - * 9.0?5 - o.rsv nNeso" = 0,075 mol ) " [As6) W Exercícíos de aprendizagem ffiítrfiiflüilffidtW Misnnamae ó00 mL de unìa solução 0,20 M de Câ(OE), conì 400 nú de urna sotução 0,50 M de HCt. Calole as conedÍaçoes noìares en rc1ação âo Ca(OH),, ao HCI e ao lal fomdo (CâCL) nâ slução Esultanre. Tenos 100 flr de uÌÌÌa solugão Ì M de AgNOj. A esa soìução são misrundos 400 DL de uÍnâ solucão 0.5 M de HCL .alcule s Lo0rnÌÌãcào mold .lâ roluçJo Ìesúân.e er Etdçào do 4g,,ro.. do HCI e & sât tornado I AeÍ t. A 200 nI de umâ solução 0,50 M de H,SOr são nisrurâdos 800 nL de una solüção0,25 M de KOH. Catcule a coDc8nbâção, dÌ gÍ,, em rclação m Ml fonÌÌâdo (&SO, dâ solugão rÊsutãnle. EAJT) EA58) EDg) ïêmos 500 mL de umâ sotução 0,6 tV de HCt. A essa sotução são adicionados j0,6g de carbonaro de sódio (Na,CO, puro. Detemine ã concentração, em s/1, da sotução resutrãnte em ;tação ao HCt. \ ! câpíulô3.Ânálisêquím,Èquánrhârivà /Él CopÍIulo 3 Anólise química quantitativcr A on6liso quÍmico Suponha que um químico receba uma amostra cle um mat€Ìial e seja incumbido de descobrir que es pécies quimicas formam esse material e em que por- centagens estão presenles. Para executâr esse trabalho, o quimico deve sub- meteÌ a amostra a uma arálke quínìca. A análise a que o químico dev€ sübmeter o marerial é dividida em três etapas: Uma amostra do material deve passar por üm conjunttí de processos que visam r:io/dr as espécies químicas formadoras desse mareriat: ê {aniálise inediaÍa. A seguir, o quimico utilìza,se de üm outro corÌjunio de processos, agora com a finali- d^de de identìíìcar as espécies isoladas na primeirâ etapa e descobrir os elementos que formam cada uma delas: ê a análise quaÌitatird. Finalmente, conhecidas as espécies químicas e os seus elementos formâdor€s, um novo conjunto de proc€ssos é empregado para determinar a proporção com que as espécies formam o material e a píoporção com que os elementos formâm caala urna das espé- ciesi é a análi5? qua ìlarìva. Então. temos: t i ) /9pa$o: IsolaÍ as especies constituintes (ânálise ime- diata). 2: pds.ro: Identificar as espécies constituintes (arÌálise qüaÌitativa). -t: /asso: Det€rminar as quantidades das espécies constituinies (análise quantitativa). I -ìt' ' r 44 Unidâd91 Esrúdo das dispereõês Titulomefrio: o onôliso quontiÌoliyo Titulometiaêo Ìamo da euímica que s(òe.. ou,,eja. .. a"*.ì"ã. ,'"ã,.",;;ü iï':ï1ji;,ï,',ï"beÌecer a dosasPm dâr \oru ,. ;J.Ïïii:',ï;í8'á: ïilï:lï;d"':'#ffi#ermindr a'ua con.en'rdçào po.n,erme- . O princípio básìco para dererminar a concenrração d€ uma solução consisre em estab€_lecer.uma reação quimica enrre essa solução e ourra solução de concenir.ia..""ì1"ã". Assìm, é comum a urilizaçáo dos ïermos sotação-poã,ao " "oiìiãiìïri"-Ãì."'"'""_ Soluçào-padfio ë a sotução de que preci ce'e fambem â denomrn açao ae ,r,tucao ritìÏilï orspor' de concenrração conhecida Re \ol.uçào-probl?mo è a.olucào de concentração de.conhecida e que ,e quer de5cobrir.Veja bem que as duas soÌuções (padrão e problemal devem reagir enrré si, aanào un,resultado.qìte serviÌá de base para você concluir quat a aosagem aasïiu;à_oriuì.rnã. Ë", 3ì:'ü:""X':J'#;.ïâ1i:iT;i::".1',ïË.'âf:iff"""iiï u "i'çao p"a'a' ' á "i'iã..pá. rara r \ \o. podem ser u.ados doi. merodos: Baseia-se na meclitla dos yofumes das soluções Baseia se nap€sageade um dos produtos dâ rea- ção. Em termos de compaÌa ção, a análise gravimérrica oÌerece resuÌtados mais exâ Ìos, porém a volumer.ia é mais rapida. PÍocessos gÍoylm6fÍicos Os processos gravimétricos constituem a aÍálise química quantirativa denominada Snlvimetria or anátise gral,imAríco. A gravimetria baseia-se no cálcuìo da porcentagem clas espé€ies presentes num material atíavés da determinação de massas. Suponhamos que ìrm químico receba uma.âmostÉ de sal de cozinha e queira des cot'rrr â porcentagem de NaCl plesent€ nes se material. Como ele procede? Primeiramente, urilizando uma balan ça analítica, ele determina a massa de uma porção clesse sal de cozinha. A seguir. dissolve em água essa porçào df saì de cozinha de massa conhecida (que repÍesentaremos por m). f,- CapÌulo3 Anãl i t€qu'mre quant i tãtvâ De posse da solução de sal de cozinha, o quimico adiciona a ela ácido nítÍico (HNO.) € Jma \oluçào de nirraro de prara {AgNOr, em eyce5\o. Com i5'o. Lodo o cloíero (CI ) do cÌoreto de sódio (NaCÌ) conrido no sal de cozinha transforma-se em cloreto de pÍata (AgCl), que, por ser insoÌúvel, se deposita. Á í0nmqã0 do AqCl ee dá atEyés da reado: NaCl + ASN0j * AsCl+ I{aN01 a\ ,/ Ído o Cl do liacl \ 45 Depois, através de uma filtrâção, o químico isola o AgCl, que é devidamente lavado, secado e pesado (sua massa seÍá chamada de mr). Agora, por meio de cálculo estequiométrico, ele descobre a massa de NaCl que origi- nou o AgCÌ: NaCl + AgNOr 58,5 s 143,5 - AeCl + NaNOr 141,5 A *:* ï .* , Esta é a massa de NaCl pr€sente na porção m d€ sal de cozinha. Conhecida a massa de NaCl presente na porçâo analisâdâ, o químico chega à porcenta- gem d€ NâCl na amostra recebida, fazendo o seguinte calculo: 58,5 100 PoÌTào d9 amoshr Quantidade ile NrCl presenrç 100 p t4r 5 " ' l p . solução de -_-\ AoNo, .-'i'-]/ ÂSCli,r I Esta é a porcentagem ou teor em NaCl presente na amostÍa de sal de cozinha. Unidad6l -Eíldo das dìs ffi Exercício rcsolvido EB16) A análise de 3,9O g ds umâ amostra de sat dê cozinha revetou 8,ô1 g de AgCt. Detemi nar o teor em NaCl dess6 sal dê cozinha. NaCl + AgNO3 58,5 143.5 x = E.i Entãoi - o= .ul .oJoo: ro* Evídêntemsntê. como esrê exercÍcao se refefê às mesmas esrÉc-És químicas envotvidas na explicação antêíior, podemos utatizâr a fóÍmulã encontrada: p roo. !*o5"u. l * - o- roo. f t5" 3.3* * , o ,o" Rêspostar O teor em NãCl no sal dê cozinha é de 9O%. AgCl + NaNO3 143,5 g 8,61 s 54,5. 8.61 l.9q _ gtl lOO p PÍocessos yolumólÍicos :.:, lr:tt.r , Os processos volumétricos constituem a análise quimica quantitariva denominada yo, lamet a or anólise rtoluméíríca. Nesta análise, devem reagir um volume conhecido da solLtção-ptobtema.om uma so/r_ ç ã o- p a d rã o conv eniente. ffi Exercíclos de aprendizogem ffiffiWffiw EAs9) A ânálise de 4,875 g de una anostfe comeiciat iÌn- !üa de cÌoÌe1o de sódio (NãCl), arÌavés da precipi- tação com HNOr e AgNOr, produziu ll,4E0 g de AgCì. Descubú o taor em NâCl dessa anoslra. EA60) Analisndo 2,925 g de ma âÍnor1Ìa coneÌciat in pum de NãCì, obliverìros 5,?,{0 g de AsCl. Delemi De o leoÌ m NaCl dessa anoslm. EÂ6r) Atlavés da pÌeipitação con iolüçáo de cloÌelo de bário (3acl,), â análise de 2,45 I de uÍna anoÍm conücial inpuÈ dc ácido sulfúrico p.oduziu 4,66 s de BaSOl. DèscubÌa o 1eoÌ m HrSOr desse ácido. EA62) Subneridos à adli!., I9,í) g íte üna amoÍÍa co- mercial inpm.k ácido sÌiÍico revetaBn 3d,9j g dô BaSO.. Calcde a pon nlasm, eÌn ndsa, de H,SO4 pÌeseÍr. E5sã uosrra. &{63) Submetendo 0j& g de ürna âno$rü de sútato de údio (Na,So.) iorúo à a!álise con soÌução de BâCI1, oblivend 0,1ó6 I de BaSO,. Detemine a Dorcmúgem, en Eâs, de NazSOa pre$nre ,â CâpiÌulo 3-Anál'se qurmicâ quánr rd,vã Em seguida, determina-se com o maior rigor possível o volume da solução-padrão, , quaÌ deve ser exatamente o recessário para reagir com o volume conhecido da solução-prc- blema. Então: soÌução-problema = volume escoÌhido (e, portanto, conhecìdo) para reâgrÌ com a solüção-padÍão : concentrâção desconheciaìâ : n9 de mols desconìecido voÌume gasto na reâção com o voÌume escolhido da solução- probÌemâ concentmção conhecidâ n: de mols conlìecido solüção-padÌão Após a Íeâção, deteÍminâmos o número de mols de soluto na solução-padrão e, a paÍir dos coeficientes da equação química balanceada, o trúmero de mols de soluto na solução- probÌema. Obtemos, desse modo, a concentmção dâ solução-problema. C o m o pïo c ed er p rati cam ent e ? Em lâboratóÌio, para determinar o volume da solÌ4ão-problema e o volume gasto da soìuçào-padrâo. sâo uúli/ados fÌascos especiais. le) Colocamos a solução-problema num baÌào volumetrico aferido (jsto é. um baLào qu€ apresenta um lraço no gargalo, o qual indica o volume para uma determinadâ tempemluÌâ). Os balòes mai5 comutrs sáo de 250, 500 e 1000 cmì. Uma vez colocada â solüção-problema no bâlão, adicionamos água destilada até que o voÌume atìnja o traço: I " l i ' Iv,= Ì M,: i 2e) Retiramos do balão um volume bem definido (Vr) da solução-problema. Esta operação é efetuada por meio de umâp?e1d, ou sejâ, um tubo de vidro que âpÌesenta a paÍe centrâl alaruada e as duas extemidâdes afilaalâs. - 48 Unidãdê 1-Esrudo das dispersõês Enchemos a pipetacom a solução-problemâ por meio de sucção, até qu€ a solução ultra_ Passe o traço de Ìeferêrciâ. Tapamos a extremidade superior com o dedo indicador e, levantando levemente o dedo. permir i l ] ìos a enÌÍâdâ lenla de âr. âté que a parre infer ior da supeíìcie cuÍ\ a do trquido (menisco inferior) coincialâ com o tÌaao de ÍefeÌência. FinaÌmente, escoamos a solução da pipeta em um ftasco coleaor (erÌeÌrmever): eíenheyer contendô o voloDe (Vr ) dá soluçãGpoblêha 3:) Colocamos â sotução-padíão n:!;'i,a bureta, que é um rubo de vìdro graduado em cm3 (mL) e provido de umâ tomeira na pa{te inferior: burêta contêndo a soluçãÈpêdÉo de concêniraçáo M, conhÉida È 4?) operação Jìnal: Com a mão esquerda, abrimos a torneira, deìxando â solução_padrão gotejaÌ no eÌlenmeyet que contém a solução-prcblemâ; com a mão dircita, ficamos agitando o Umâ vez terminada a reâção entre soluções, fechamos a tomeira, lemos na bureta o volum€ (Iy', gasto na solução-padÌão e câÌculamos a conceltração dâ soÌução_problema (M,) Como saber quando a rcoção tenüinou? A exâtidâo do processo está na dependência da interÍupção do contato entle as solucões no e\âto momenlo em que â reaçào termina. para isso. usamos subsÉncias chamadâò ,rd- Os indicâdores são clâssificados em dois grupos. auto_i dictÌdores e índìcad,rres de Imagine que uma das soluções seja fomada por uma substância colorida. À m€diala que ela vai reagindo com a outlâ soÌução, essa cor vâì se alterando. Então, quando a cor se altera totalmente, isso significa que a reação teminou. Potanto, uma substância nessas condiçôes é um auío-i dicador, pois constitui uma solução e, concomitânteÌne[te, imcionâ como indicador do término da reação. Um exemplo típico de a to-i ãicadôr ê o pemanganato de potássio (KMnOa) em soÌução, reagindo com uma soluçâo redutom. Isso porque o KMnOa em sotuçao aoreiento Í e eímeyefcom o votume (Vr) conhecido da soluçâo-pÍobtemô, 50 unidâd61-ktudodasdispersóes cor violeta característicâ e, uma vez reduzido, a coÌoÌação vioÌeta desaparece, ficando a soÌução incolor Os ìndicadores de contaro são os mais empÍegados. Usados em pequena quantialade geÍalmente são adicionados à soÌução-problema no erlermeyer. Tâìs indicadores são substâncias que, colocadas na solução-prcblema, apÍescntam umâ colomção- Quando a reação termina, essa coloração acha-se aÌterada. Essa mudança de cor é conìecida por ttrugem. A viragem é câusâda pela alteração do pH do meio ou peÌâ formação de um composto coÌoÌido resútante ala rcação entre o indicadoÍ e um dos reagentes. São indicadoÌes de contato a fenolftaleina, o aÌaÍanjâdo de metilâ, o toÌÌìassol, o azÌrl de b'romo timol. o vermelho de metila etc.: Tipos de volumeÌÍio Conforme a natuÌeza alâ reação que se desenvolve entle a solução-pmbleÌnâ e â solução- padÍão, distingu€m-se Eês tipos importantes de volúeÍia. por neuhtllização, por precipi taçãa epor oxiïedução. VolumelÍio Por neulÌollzoçõo São casos em que ocorreÌn reações de neutralizâção entre um ácìdo e uÌrÌa base. São dois os casos: alcalímetria e acidimetría- A solução-problema é básica e a suâ titulação é realizadâ com uma solução-padúo ácìda, ou sejâ, é a dosâgem de uma base por intermédio de uma soÌução titulada de um ácido, ou, aindâ, é a determinação da concentração de uma solução brásica por meio de umâ solução ácida de concentração conhecidâ. sotuçào-pìôbjen;ã r,ntre as^substâncias A e B ocoiÌe urna reação de neutâlização.Âqutpodemos üsar, poÌ exeÌnplo. como me)ef a sotuçào-probteÌn" bá"i.r. co- i..:dl:âdor' a fenolffaleína. adicionada no erten- medidaemqueèsoÍejadr," .r"rã.ì ì i l " ' : ' - lssasoruçãoadquirecoloraçáorósea.Na ma básica. Asçim. quand. " "";;i,ju(;Ï ::'",' eía rãr neutsalizando a soluçâo-probte- do. desse modo. o f im ú reac.o _.._-ì_- . Ìotar. a lenolf Ìaleinâ lorna_se jncolor. indican_ "..ãiï#ã:;1ïïï:-l;ï;s na ô'Ìeta o vorìrme sasto da sorução-padrão e carcuramos a W Exercício resolvido ERl7) 25.0 mL de uma sotução dê NãOH forarn,ou1 oe concentrâçáo o,to r. t",-'"1""^'lT,"u.dos à ritulaçâo com uma solucão cle 26,s mL dâ soruçáo de H;"; ; ili:'^:"-:^'l:1"ção' vêriticou'se que roram sastos Rêsotução: concênÚação clã solução cle NaoH . Detêrminação do número dê mots de sotuto r o,1o mot - r ooo mL )a solução padr6o {n2): 26,5 mL = n, = 0,00265 mol . Detêrmjnação do númoro de mots de sotuto nâ sotuçáo,probtemâ (ni): 2NaOH + H2SOa _> Na2SO4+2HrO l a-"7 52 uniaaa" r Esudo dasd,speÌsõee Da equação, temos: 2 mols NaoH 1 mol HrSO. + nl = o,oos3 mol 0,00265 mol H2SOa . Dêtêrminaçáo da concentração na solução-problêma (MrÌ: v,=] = Mr=qqÌ+ =o.2r2M Ro.postâ: M1=0,2'12 M. Wl Exercícìos d e aprendìzagem fllffiififCjllìiÍli#iüffijiÌ|#ffiffiffiÍffffiffiUjl f,Â6{) Nâ tituÌa9ão de 10,0 cmr de Ì!rìâ soLuqão de (Ott fom co$uúidos 18,5 cnr de una soÌü9ã0 de H,SOa 0,25 M Calcuìe â conceíraçâo ú solução ds KOH. f,Â65) Ìârâ â íeutaiiação d€ 18 cmr de Um soìução 0,2 M de HCl. fonm gâstos Ì2 cmr dÈ Ì!Íìâ sohção de Naoli. Delmin€ a moldldade da soluçâo de NaOH. EÂ6ó) 25.0 nL de una soluçâo de KOH forân Fcoüidos nma pipda e trdsftridos pâra m €rlenÌreyer. EssÈ volunìe - engiÌì, na tilulação,28,0 DI de lM slnção 0,05 M de H,SOa. Descubü a coicenhação molâr ú solüção básicâ. 2?) Acidimefia A soÌução-problema é ácida e a titulação é feitâ com Ì]mâ solução-padÌão básica, ou seja, é a dosagem de um ácialo por intemédio de Ìrma solução titulada de uma base, ou, ainda, é â deteminação da concentrâção de uma solução ácida por meio d€ umâ solução básicâ de concentração conhecidâ. vejâ: Entre as substâncìas A e B ocolre uma reação de neutalização. Aqui, também podemos usar a fenolftaleína como indicador. Com a adição da fenolfta- leínâ à solÌÌção-problema ácida, esta continua incolor. Na medida em que é gotejada â solução-padião básica, esta vai neutralizardo a solução-problema ácida. Assim, quando a câpíÌurg ? 4!é!E9!!l!]9!c!il!t!!!ll !q neutraÌizaçào é totâI, â fenolftaÌeína confere à solução a cotoração rósea, ìndicatrdo o fixÌ dâreação. Terminadâ â reação,lemos nâ büÌeta o vôlume gâsto da solução_padrão e calculamos a con(enra(ão da \oluçào-problema. ::: ,, Exercício resolvido EAla) 25,0mLde uma solução de HrSOrÍoramsubmetidos NaOH 0,1 M. Dererminar a concentração dâ soiução consumidos 18,0 mL da sotuçáo de NaOH. Relolrção: à titulaçáo com umâ sotução de dê HrSOa, sâbendo que forãm | l . Determinação dê n2: 0,1 mot _ 1000 mL n, - '18,0 mL . Dêterminação de ni: HrSO. + 2NaOH -,> Dã equação,têmos: 1 mol HrSOl - ' Determinaçáo de Mi: m, =I1 = vr .= :+ n, = 0,0018 mol NarSOa + 2H2O 2 mols NaOH 0,0018 molNaOH = n1 = 0,0009 mol 0,0009 = 0,036 Mo.025 Ro.post.: Mi = 0,036 M. Itlllill fvs vç içi se 6 s a p ren d ìzag e m lËit$ffiffi&,ffiHtrdffiffifËf#ffiJ EÂ67)20,0 'nL de ma solüqão de HCì fom subnetidos à tihúção con uDa soluçâo de NaOH 0,5 ì,Í. Sabendo 0w fom co0Jmdos lr.8 úl dj solucáo de \âOtl rJeÌem ne a ( orceihac;o dâ \otudo de HCI Na titulação de 5 cmr d€ uÌnâ solução de H3ÌOa foran gâúos 20 cn3 de ua soìuçâo de KOH 0.3 M. Dehmine a concentrqão da solução de HrPOr. ,-:"' lA68) r S Unrdade 1 Estudo das dispeBóes f,469) Forân saslos 8 c# de u.ú solução 0,1 M de KOH pmâ dhnâr l0 cm3 de uma solüção de ácìdo b€izóico (C?HíO,. Câlcúe a cônc€ntr4ão dâ solução ácida f,470) De unâ solução de H:SO4 fo'aÌn pjpelados 25,0 nL e iÍarsfdidos pm ìn dlerrneyer que, m litülação, exignm 24,5 nrl de uÍìâ solução 0,1 M de NâOH. Deiermine a concenn'açâo dâ solügão de HrSOa. VolumelÍio poÍ pÍecipilotso Sâo casos em que ocorre formação de precìpitado (substância insolúv€l). Os pÌincipais são, arge n to n e t r i a, h al o ge ne to m e tr i a e suryat om e t i a. 12) Aryentometrìa É a dosagem de uma solução d€ um hâlog€neto por irìtermédio de üma soluçâo tituladâ de um sal de pÍata: solução-problema: CI , Ba ou r solução-padÌão: Ag- 22) Halogenetometría É a dosagem de uma solução aquosa de um sal de pÌatâ por intermédio de uma solução titulada de um halogeneto: soÌução-pÌobìemâ:Ag soÌução-paalÌão: Cl , Ba ou f Nestes dois casos ocorre precipitação de um halogeneto d€ plata insolúvel (AgCl, AgBr ou AgI)i Ag* + cl --+ Agcl Ag*+Ba > AgBt Ag*+f > AgI 32) Sulfatonetía É a dosagem de uma soÌução de um sulfato por interÍÌédio de uma solução titulada de um sal de briÍio: soruçao-proDrema: ò(J4 solução-paclrão: Ba2* Neste caso, ocorÍe precipitação de sulfato de bário (BâSO,: na'z*+so] > Basoa VolumêlÌio por oxirÍeduçõo São casos em que ocorrem reâções de oxirredüção. Os pÍrIcipais são: pemanganome- l't) Pemanganonetria É a dosagem de uma solução redutora poÌ intermédio de uma solução titulada de pemangarìâto de poüíssio (KMnOa), gerâÌÌnente em meio ácido: solução-Foblema: ácido clorídrico, ácialo acético, ácido fóïmico, súfito âlcâlino, nitÍito etc. solução-padÌão: KMnOa/H- Neste câso, o KMnOa furciona como auto-indicador. 2, Iodíüetìa . É-a dosagem de urna soÌução Ìedurom por inteÍnédio de uma solução útulaalâ d€ iodo: solução-problenÌa: solução aquosa ale tiossulfato de sódio (NarSrOj), sof"ça. "q".." a" trìóxido de anêrtio (AsrO3) soluçào-pâdrâo:1,] | Wi Exercíciosresolvìdos EA19) 50.0 mL ctê uma sotuçáo de ctoreto dê sódio (NaCt) foram tirutados com uma sotucão de AgNO3 O.t M. Catcutar a concêntração da sotução de NâCt, _ut" ;d; ; ; ; ; ; ; gastos 30,0 mL da sotução de AgNO3. . Dstê.minação de Mi: ru, =h = y. =!499 = nonnr vl 0,050 norpo3ir: M1= 0,06 M. l : : i : : :T-:: u,:: l*1. pro.brema arsumas sorãs de cromato do sodio {Nâ,croar. quoÌuncronã como indicactor. o f inât dã reaçâo e mostrado com o surgimênto oã "ororaiaovêrmêlhã, deviclo à formâção de cromâro cte pratâ (As,Cror), poi;com a p,l."rà s;,ì"em excesso da sotução-padrão ocorêa reâçáo: Na?CrOÀ r AgNO3 _- AS2Clo! + NâNO3 En2r0) 25,0 mL de umâsotução de iodeto ctê potássio (Kt) Íoram submetidos à titutação con, umâ sorução dê KMnOÁ0,20 M. Catcutara concentraçáo dâ sotução de Kt, sabe;do duê Íoram gâsros 15,0 mLda sotução de KMnO!. vr = 50,0 mL Mr=? V, = 30,0 mL M2 = o,'l M . Determinaçáo de n2: 0,1 mol - 1000 mL n, - 30,0 mL AsCl + NaN03 1 mol NaCl 0,003 mol NâCI . Dêtêrminâção dê nr: AgNO3 + NâCl ----> Da equaçáo, temos: 1 molAgNO3 - :+ n1 = 0,003 mol ts rç- Vl = 25,0 mL M, = 0,20 M . DetermÌnação de n2: 0,20 mol _ loooml + n, = o,oo3mol - 15,0 mL . Dêterminâção de nr: 2KMnOa+ 10Kl+ aHrSOa -> 2MnSOa + oKrSOa + 51, + SHrO Dâ êquaçáo. temos: lOmolsKl - 2molsKMnOl = n1 = 0,015mol 0,003 molKMnol . Deteminaçáo dê ll/lt: rur, = Ir = u, = 9919 = o,e u'v, no.potti: M1=0,6 M. Nêí€ caso, o KMnOafuncionâ como ãuto-indicâdor. W Exercícìos de a7rendizagem ffiffiHffi f,Â?l) 25.0 mL de üÌrÀ soÌução de NâCi foÌãÌìì subÍetidos à titulagão com ìna solução 0'l M de AsNOr' C?lcÌne a concen- tãoão dâ sn!ção de NaCl, sberdo que foúm cm$nidos 20,0 Íú & slução de AgNOr' EÀ72) 20,0 rL de uma slução de NaCl sâo elindos nÌlna pipeta e tru{eridos pM m od€nin€ver- Es solução ersiu' na lilülacão. 18.0 [L de umâ solução 0,12 M de AgNOr. CâlcÌie a concentaão da soiução de NaCl DA?3) Na tituLação de 25,0 mL de !nâ solugão de KI fom gâsl'os 18,0 mL de unìâ soluçâo de XÌ'ínOa 0,03 M' DdeÌnne a concDtâção da slução de Ki EÂ74) 25.0 nr de urna solução de lesoa foraÍn sbnetidos à litulaão coÍI una solnção 0,02 M de KMIO{ Câlcule a concsnt!ção d.0 soluqão de IeSO$ sâbendo qne foÌâm nec6sários 16,0 ÌnL da solução de Kì{ÌOa' A determinoSo do gÍou de PuÍezo Õs Droc€ssos volumétricos, do mesmo Ínodo que os gÍâviÌnétÍicos' peÌmitem que calcule;os a porceÍtagem com que uma determinâalâ especi€ paÌticipa de Ìrm matedal Vejá Supoúaàos que-um químico receba uma amostÍâ de soda cáustica comercial para ,lescobì, a po.""nàget t diNaOH presente nela. O que ele deve fazer para determinar essa porcontagem? f - t Inicialmente, ele pesa umâ certa quântidade dessa soda e a dissolve em água. A seguir, recoÌhe numâ pipeta Ìrm volume da solução obtidâ e a submete à titúação com uma soúão_ padrão de HCI ou HrSOa. Depois disso, basta fazer os cálculos numérìcos. Anaìisemos o següint€ problema: 0,56 g de soda cáusticâ comercial são coÌocados rÌum balão volumétrico. A seguir, adicionâ-se água a essa solução ate que seu volum€ atinja l0O mL. 2j ml dessa solucã;são recolhidos numa pipeta, ransfeÌidos paÉ run erten_Íneyer e submerialos à r,ruLaçào c;m uma soÌução 0,05 M d€ H2SOa. Sâbeúdo qu€ foÍam gâstos 28 ml da solução ácida, calcular o teor em NaOH da sodâ cáustica. ResoÌuçãoi Vr = 25mL Mr=? v,:28nL M, : 0,05 M Como podemos perceber, trata-sê de vm alcalimetria . Determinação de n2: 0,05 mol _ 1 000 ml r n - 0,00t4 mol nt - lò lÌÌL . Determinação d€ nl: 2NaOH+ HzSO+ > NarSOa + 2H20 Da equação, temos: 2 mols NaOH - l mol H2SOa o,oor4moÌHrsoa + nr = o,oo28mol . Determinâção d€ Mr: o Ím)R M,: ì l ; í + Mi = 0. 2M EnÈo. a concenlraçào molar dos 25 mL submeridos à l i rulaçào é 0. | ì2 M. Lopo- concentraçào dos 100 nú inic iaj men re preparado! é lambém 0,1 t2 \4 =\/(L) = o, l l2= I + n:o,o1l2 MMNaOH =40 s/mol ì l " , , :MM ) 0,0112 V = 100mL:0.1L I M: o, l l2M J M 4ô-MM m:0.4489 l Desse modo, em 0,56 g de soda cáustica existem 0,448 g de NâOH. Dâí: 100.0,448= 80% 0,56 Resposta: O t€oÍ em NaOH da sodâ cáustica é de 80%. W4& Exercícios de aprendizagem ilüíl$íífilllllllilllilllÍÍllllliiilliiililiiiilllÍliiÌllliliiiËíÍÏli'#ì EÀ7t 0.8 g de sodâ cáuslìca comdcìâÌ são dissl!Ìdos en ásIâ e o volüÌìe levâdo a 100 Ìú- Dess soluçã0. Ìrma aliquoÌa de 2: nr é subnetida à túulâção coÌìì una soluqão-padrão 0,1 M de HCl, d! qual sâo consunidos 24,5 nrÌ Detdmine o l€or en NaOH dã soda cáuliic{ dâl$dâ. EATO 2.0I de ácido sulfirnco conercial são dissolúdos em ágÌìa ate que o volme atilja 100 Dr' CoÌn o aüilio de únb pìpú, 2: nl Aessa solução são trmferidos pm unì elhmever e subnetidos à titulaçào con solução 0,1 M de NaOH. Câlculeaporcentâgem, enmâssâ, de HrSOrno ácido sulfurico conìercial, sale o que na titulação toÌânr gdtos 35 Íú dâ shqão de NaOH. f,À?7) 0,5 g de sa1 de cozlnha são dissolvidos em água de modo que o lolum, da solü9ão Éja de 100 Ì0I 25 nL de$a soìu9ão são re.olhidos nnnâ pipetâ e subÌìelidos à titulaçâo con solução-padrão de ABNOr 0, L M Calcule o teor eÌn Nacl do sâ] de coziÍìa. sâh€ndo qü€ forÀ'n coNmidos 20 nL da solugão'PadÌão tÌii$ Exercícios de fxaçáo l$f$iillÌliii$liíilflililiili$lillillilllllllliiÍlirli{ilílÍÍjll EFl9) o,2o s dê uma amostra de sulÍato de sÓdio {NãrSO, técnico submetidos à ãnálisê gra vimétr icâ com solução de BaC12 produziram 0,30 g de BaSOa Determine o teor em NarSOa dessa amostra. EF2O) 5,68 g de carbonato de sódio (NarCO3) puío são dissolv idos em água suf ic iente pâía 5oo;3 de solução. São necessár ios 30 cm3 dêssa solução para a t i tu laçáo de 25 cm3 de uma soluÇão dê HCt Detêímine as concenÌrações (molar ê em g/L) da soluçáo de ácido clorídr ico. EF2,I) Forâm pesâdos 5,215 g d€ uma amostra de cloreto de potássio (KCl)técnico e dissolvì- dos em água suf ic iente pâra 5oo mL Dessa soluçáo, umâ al íquota de 25 mLfoi submetida àt i tu laçãocom umã solução O, l M de AgNOi. Sabendo que Íoram consumi dos, na t i tu lãção,28 mL da soluçáo deAgN03, calcuìe o teor em KClda âmostra ' 0,585g cte uma amostra de clorêto de sódio (NaCl) impuro são dissolvidos em água de modo que o volume dâ soluçáo sêjâ de 100 mL A t i tu lação de 25 mL dessa solução exigiu 22,5 mL de uma soluçáo padráo de AgN03 0,1 M. Calcule a porcenlasem, em massa, de Nacl na amostra. EF23) Cena mâssa de umâ amostra de oxalâto de sódio {Na2croa) impuro é dissolv ida em água dê modo que o volume da soluçáo seia de 100 mL Dessa soluçáo,25 mL exigi rãm, na t i tu laçáo, 30 mL de umã soìução O,O2 M de KMnOa Determine ã mãssa dâ amostíã. sabendo que o teoÍ em oxalato de sódio na amostra em questão é de 90%' EÍ221 Capítulo 4 PropÌiedadoã côtisôtivas 59 Copílulo 4 Propriedodes coligotivos Número de poÍlÍculos dispersos Quando um sólido é misturado com um líquido, pode ocorrer a disseminação. sob a forma de p€quenas paÍtículas, desse sólidono liquido, de modo a formar uma solução. Se essas partículas, denominadas partículas dispefsdr, são soment€ moléculas, a solu- ção recebe o nome d€ roluÇão molecular; se são ions ou moléculas e íons. a soÌucão recebe o Í,ome de solução iônìca. ObseÍve: l, Solüção aquosa de sacarose: @ 2, Solução aqúosa de clorcto de sódio: A disseminação do cloreto de sódio se dá de modo que na solução as particuÌas dispersas são íons, pois o NaCl sofÍe dissociação iônica: NaC\,)-Nar:q)+Cl;q) Trata-se, portanto, de uma so- Como descobir o número de parículas dispe$as numa solüção? Devemos considerar dois casos: l9) Quando a solüção é molecular, esse calcuìo é bastante simples, pois basta descobÍir o número de moléculas do sóÌido disseminado. A disseminação da sacarose se dá de modo que na solução as partí- cuÌas dispeísas são somente as molé- culâs .CDH2:O11. Trata-se, portan- lo, de lu.ma so[ução tftolecular , 60 Unidâde I Estudo dás disDêBõ€s ilï.',# ExeÍcício resolvido W En2l) São dissolvidos 6,84 g d€ sacarosê (crrHrro,l) em água. oual o número de partlculas dispersôs na solução íolmadaT B€soluçáo: CÍH22O|1 - mol = 342S m 6.84 q.-ü - ^- áí ìã =o,o2nol o,O2 mol - O,O2 . 6,ó2 . 1c'23 : 1,204 1o2'z moléculas O cálculo do número d€ partlculas dispersas numa solução molecular pode ser feito com a seguintê Íórmula: n: dê pãrtÍculas dispeÉas massã d3 substãncia disseminad: mol da substância disseminada 6.44 ^ -- " ,= i4, Rêspo$a: np = 1,204 . 10" partículas dispersãs. ffi ExercÍcios de oprendizogem lffiffiffi$ffi ín-= . onde: 1m= tM= EÁ7s) Una iolüÉo á prpârada dnsolvendoie 102,ó g de smârose en água. Câlcüle 0 .úmero de palticulas dispdsà' EA79) Qla ar panimlâs $ enconlraÌn dispüsd luna slüção que conléÍn 90 I de slicole (C6HDOí) disolüdos en agt l EÀ80) Calcìie o nÌjhüo de panion$ dnte$as na sôluçâo que contén 6 g de uréia (CON!H, disolvidos en ásua. 29) Quando a solução é iônica, o cálculo do númeÍo de particuÌas dispersas deve Ìevar eÍr contâ o fenômeno da ionização, Observe: Suponhamos â dissolução, em água, de 14,6 g de cloÌidreto. Naágua, o cloridreto ioni- za-s€ confoÍme a equação: HCI+H*+Cl PeÍceba que, ao ionizar-s€, cadâ molécula de cloÍidÍeto produzduas partículas: um ca tioneum aníon. Mas nem todas as moÌécuìas de cloridreto se encontram ionizadas, co- mo podemos verificar submetendo a soìução à aÍÌálise. A quantidade de moléculas que sofrem ionização é fornecida por uma grandeza chaÍnada grau de ionizaçõo (a). O grau de ionização do cloridreto é de 92q0. Isso significa que, de todas as moléculas adicionadas, 92q0 se encontram ionizadas, erquanb 8q0 se ercontram não-ionizadas. Como foram adicionados 14,6 g de HCl, temos: HCÌ + moÌ = 36,5 c " - + = l1'9-L 0,4mol - 0,4 ô,02 10r 2.408 l0- molecuìa' M JÕ,5 g r câpírulo r-P'opÌieoãoêccótiqaliva> 61 Desse total de molécuÌas, 92q0 se encontÍam ionizadas e 8q0 não-ionizadas. O número de moléculas ionizâdas deve ser multiplicado por 2, póis cada molécula produz duas : 221,536. t} / t + 22r,536. 10,1 . 2 = 443,072. 10'1 - 0. t92ô4 . t0) ' . . . . . . . . _ t9.2ô4 . t01r, _ r 46,2-13ó . t0, ' - ' Então, a solução contém 462,336 . t}lt e 4,62336 . tox) par(ículas dispersas. particulas. Assim: f ,,*'. rc' fr l r ,ao8. ro ' , . * , Então, para o HCÌ, temos: ì HCI = l lH. + i l CÌ | ' í - i r - ! lx y J 100 '0ffi 0 Í010Í d0 von't HoÍÍ O número de partículas dispersas nüma solução iônica pode seÌ calculado através do Jatut de Von't HoÍÍ. Recebe esse nome o número pelo qual d€vemos multipÌicar o número de moléculas adi- cionadas (n) para obtermos o número de particulas dispeÍsas (nD). Assim: :i': : :: :' lii'l: i ;n r=nn _ : . . ì : i=._Ë : : : ' : : : i ' : : ï " j ' : : Considerando o caso da solução de cloridrero (HCt) discutida anreriormente, remos: I n = 2,4f,8. loxmoléculas L n" = 4,62336 . 10':3 particrdas dispersas Entâo: , 4.ó2J36 . lon ' 2,408 . t0, ' oncle: f d = gÍau de ionização { r - n9 de car ions produzidos por molécutaI ! - n9 de anions produzidos por molècula v r)+ .( l+ l l ) + i = 1,92 62 Unidãd6 1 - Estudo das dispêÉõês Assim, o número de paÍtículas dispersas numa soÌução iônica pode ser calculado pela fórmula: ffi EA22\ Exercícios reso/vldos ffi Cãlculâr o íatorde Van't HoÍÍ do NarSOa, sabendo que o seu 9Éu de ionizâção é de 90%. Na,soa =- ifl ru,. * i!.! sor Ì Ì i= ' l +a.(x+y-1) - i=1+ B€sposta: i = 2,8. . (2+l-1)=1+ !-ES 100 =l+1,8=2,8 EB2:|) Dìssolvsm'se 18,9 g de HNO3em água. Descobrir o númêro de partlculas dispelsas nes sa solução, sabendo quê o gÉu de ionização do HNO3 é de 92%. HNO3 = - i - l Hr + i l iNOt t ' l xy i= 1+a (x+y-1) - j= 1+ õõ-{1 + 1-1}= 1+ õõ =1+O,92= 1,92 n.- i ï 6,02 ro'7 ' i = ." f f 6.02 lo" 1.92 - 3,46752 1o'1' Rèspostâ: np = 3,46752 . 1023 pârtículãs dispersas. ffi ExeÍcíc,'os de oprendizogem E"{81) Calculê o fator de Vd'i Hofr de: a) A1160.)3 (d = 75qo) 3.q' loo b) AsNor (a = 60to) c) Hlso. (r = 60qô) d) HrPOa (a=27ft) O ca(oH)r (a = 90ft) 0 NâCl (a = 98ft) ra84) EÀ82) Considft unìa so'üção que contérí 32,8 e de grsor em áeua. Sabcndo que o gau de ionizá- Fo do H,SO3 é de 3090. calcule o 'Ìjmm de paÍícìld dispslas nessâ rolução. Sabendo qüe o sau de ioÍizâção do NaOH á de 9l ft, deltuire o núneÍo de paúc"ias dispmas nüna blugão que corlen 8 g de NaOH dissoÌú- Desübn o núnso de paíicdas dispesd nuna solução prQalada Dela dissolução de 2,5ó5 s de Ba(OH)? em ásü, iabmdo qüe ne$a solugão o Ba(OH), enmni'a-se 75qo ionizâdo. EA83) EDt0) Calculc o gÉ! de ioniÌaçã0 doAlr(S0r)r, sabendo quoüm soluçËo prcpaÍãda pela dìsslução de I7,52 s dêsse sllem áqü! spíea{íto 9,ô32 . 10,, p.nhuhs dispssas. capitulo4 Prôpnedadecôlioâtivâs 63 Pressõo de Yopor Consideremos a seguinte experiência: Um pouco de clorofórmio é colocado num béquer, que, â seguiÌ, é coberto com uma campânula de vidro: Observando o cloÍofórmio, notamos que seu nível baixa até certo ponto e estaciona: Por qu€ ocorÍe esse abaixaÍnento do nivel do clorofórmio? Porque inicialmente algumas moléculas do clorofórmio têm energia suficiente paÍa passarem ao estado d€ vapor ocorre e|apofação. O vapor, no interior da campânula, passa a exercer uma pressão denominada prcssão AÌgumas moléculas que constituem o vâpor colid€m com a superficie do líquido e Íe, tornam a este: ocorre, então, condensação. No início, a velocidade de evaporação é maior que a de condensação e, assim, o nível do clorofórmio vai âbaüando. Entretanto, à medida que surge o vapor, a velocidade de evaporação vai diminuindo e a d€ condensação aumentando, até qu€ se tornam iguais. Quando âs velocidades se igualam, dizemos que foi atingido um eqüilíbrio €ntre o Ìiquido e J v. = vetocidade de evaporação I v" = velocidade de condênsação 64 Unidôdê ì -Edudo drs dìâDôBó.s Atingido esse equilibrio, o nível do clorofórmio estaciona e, a partiÍ desse instanúe, o interioÍ da campânula acha-se saturado d€ vapor, que agoú eleÍce a máxima pressão possi vel nâ tempeÍatura em que a experiência está sendo realizada, Essa pressâo recebe o nome de pressão máxima de rapor do clorofórmio. Logo: vejamos a influência da quantídade, sâo máxima de vâpor. 19) Quantídade A pressão de vapor de um liquido numa deierminâdâ temperatura é constante, não de- pendendo da quantidade de líquido ou de vapor. ObseÍve: Note que as quantidades de líquido e de vapoÍ no primeiro caso são menoÍes que no se- gündo caso, EntÍetanÍo, a pr€ssâo de vapor é a mesma nos dois casos. 2?) Temperatura A prcssão de vapor de um líquido aumenta com o aümento dâ temperatura. F CaDítulo !t ProDriâdâdês ôólioátivás 65 Note que, se a temperatura toC do primeiro,caso é meror que â tempeíatuía ToC do segundo caso, a pressão de vapor no primeiro câso é menor que no segundo. Se t 'C<T'C , entâo p<P O aumento da pressão de vapor (p) de um liquido em fünção dâ lempeíatura (t) pod€ ser representado graficamenle: ObseNe a variâção da pressão máxima de vaporda água em função da lemperatura e o resp€ctivo
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