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PROF. AGAMENON ROBERTO AS MISTURAS As partículas se distribuem uniformemente por todo o líquido PROF. AGAMENON ROBERTO Experimento nº 01 Após agitação A mistura é HOMOGÊNEA ou SOLUÇÃO As partículas não se distribuem uniformemente por todo o líquido Experimento nº 02 + = A mistura é HETEROGÊNEA PROF. AGAMENON ROBERTO Ao se adicionar água quente a uma porção de gelatina e agitar a gelatina se distribui uniformemente por todo o líquido Experimento nº 03 A mistura é aparentemente HOMOGÊNEA PROF. AGAMENON ROBERTO Ao se adicionar água a uma porção de enxofre com agitação, antes da sedimentação do enxofre, num dado momento as partículas se distribuem uniformemente por todo o líquido Experimento nº 04 A mistura é aparentemente HOMOGÊNEA PROF. AGAMENON ROBERTO enxofre água antes da sedimentação após sedimentação + = Os experimentos (1), (3) e (4) mostram substâncias que se distribuem uniformemente em outra na forma de pequenas partículas Este tipo de mistura chama-se DISPERSÃO Sistema 1 Sistema 3 Sistema 4 PROF. AGAMENON ROBERTO ÁGUA + AÇÚCAR DISPERSÃO São sistemas em que uma espécie se distribui de modo uniforme por toda extensão de uma outra espécie A espécie química disseminada na forma de pequenas partículas é o DISPERSO e, a outra espécie é o DISPERGENTE DISPERGENTE DISPERSO PROF. AGAMENON ROBERTO Disperso com diâmetro superior a 10 – 4 cm Ex. Água + enxofre Disperso com diâmetro entre 10 – 4 cm e 10 – 7 cm Ex. Água + gelatina Disperso com diâmetro inferior a 10 – 7 cm Ex. Água + glicose Classificação das dispersões: Suspensão: Dispersão coloidal: Soluções: PROF. AGAMENON ROBERTO 01) Considere o quadro a seguir: Logo, podemos afirmar que: A = solução verdadeira; B = suspensão; C = solução coloidal. A = suspensão; B = solução coloidal; C = solução verdadeira. A = solução coloidal; B = solução verdadeira; C = suspensão. A = solução coloidal; B = suspensão; C = solução verdadeira. A = solução verdadeira; B = solução coloidal; C = suspensão. Propriedade Dispersão A Dispersão B Dispersão C Natureza da molécula Átomos, íons ou pequenas moléculas Macromoléculas Partículas visíveis a olho nu Efeito da gravidade Não sedimenta Não sedimenta Sedimenta rapidamente Uniformidade Homogênea Não tão homogênea Heterogênea Separabilidade Não pode ser separada por filtração Pode ser separada apenas por membranas especiais Pode ser separada por papel de filtro Pág. 12 Ex. 03 PROF. AGAMENON ROBERTO PROF. AGAMENON ROBERTO Ar atmosférico Bronze (cobre + estanho) Ouro 18 A maioria das soluções são líquidas Porém existem soluções gasosas e sólidas Nas SOLUÇÕES: DISPERGENTE DISPERSO SOLVENTE SOLUTO ÁGUA + AÇÚCAR SOLVENTE SOLUTO PROF. AGAMENON ROBERTO Prof. Agamenon Roberto Vamos Pensar um Pouco e Resolver Alguns Exercícios 01) Numa solução aquosa de ácido sulfúrico, o soluto é _______________ _________________ e o solvente é ________________. Como você completaria as lacunas dessa frase, de modo a deixa-la corretamente redigida? PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 15 Ex.13 o ÁCIDO SULFÚRICO a ÁGUA 02) (UFAC) A mistura de água e álcool é: homogênea gasosa. heterogênea líquida. homogênea líquida. heterogênea sólida – líquida. simples. PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 15 Ex.14 03)(fAEE)-GO) É exemplo de solução (I) sólida, (II) líquida e (III) gasosa à temperatura ambiente e à pressão normal: (I) (II) (III) glicose água do mar água gaseificada. Ouro 18 quilates lágrima ar filtrado. Lâmina de cobre água ozônio. Areia gasolina gás nitrogênio. Cloreto de sódio chumbo derretido amônia. PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 15 Ex.15 04) Dada a tabela (25ºC0 Resultam em soluções as misturas: I, II e III. I, II e IV. I, II e V. II, IV e V. III, IV e V. Mistura Substância A Substância B I água álcool etílico II água sal de cozinha III água gasolina IV O2 CO2 V carvão enxofre PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 15 Ex.17 PROF. AGAMENON ROBERTO COMO PREPARAR UMA SOLUÇÃO NO LABORATÓRIO PROF. AGAMENON ROBERTO PROF. AGAMENON ROBERTO Quando representamos quantitativamente os componentes de uma SOLUÇÃO teremos a CONCENTRAÇÃO DA SOLUÇÃO 80 g de soluto dissolvidos em água suficiente para 1000 mL ou 1 L de solução Unidade: g/ L PROF. AGAMENON ROBERTO Quando representamos ... O soluto em GRAMAS. O volume da solução em LITROS. A concentração tem o nome especial de CONCENTRAÇÃO COMUM (C) V m1 = C Indica a massa do soluto em 1 litro de solução 01) Um certo remédio contém 30g de um componente ativo X dissolvido num determinado volume de solvente, constituindo 150 mL de solução. Ao analisar o resultado do exame de laboratório de um paciente, o médico concluiu que o doente precisa de 3g do componente ativo X por dia, dividido em 3 doses, ou seja, de 8 em 8 horas. Que volume do medicamento deve ser ingerido pelo paciente a cada 8 horas para cumprir a determinação do médico? 50 mL. 100 mL. 5 mL. 10 mL. 12 mL. 30g 150 mL 3g V mL Prof. Agamenon Roberto Pág. 18 Ex. 26 V = 15 mL Dividido em três doses de 5 mL 02) Com o objetivo de tornar mais agradáveis os refrigerantes tipo “cola”, é adicionado ácido fosfórico numa concentração de 0,6 g/L de refrigerante. O número máximo de latinhas de 350 mL desses refrigerantes que um indivíduo de 84 kg pode ingerir, por dia, é: É recomendado que o limite máximo de ingestão diária de ácido fosfórico seja de 5 mg/kg de peso corporal: 1. 2. 3. 4. 5. C = 0,6 g/L V = 350 mL = 0,35 L m1 = ? m1 = 0,21 g = 210 mg em cada latinha PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 20 Ex. 32 m1 C = V m1 = 0,6 x 0,35 Uma pessoa de 84 kg pode ingerir até 5 x 84 = 420 mg Que equivalem a 2 LATINHAS 03) (UFRN) Uma das potencialidades econômicas do Rio Grande do Norte é a produção de sal marinho. O cloreto de sódio é obtido a partir da água do mar nas salinas construídas nas proximidades do litoral. De modo geral, a água do mar percorre diversos tanques de cristalização até alcançar uma concentração determinada. Suponha que, numa das etapas do processo, um técnico retirou 3 amostras de 500 mL de um tanque de cristalização, realizou a evaporação com cada amostra e anotou a massa de sal resultante na tabela a seguir: A concentração média das amostras será de: 48g/L. 44g/L. 42g/L. 40g/L. amostra volume da amostra massa de sal (g) 1 500 22 2 500 20 3 500 24 PROF. AGAMENON ROBERTO 22 + 20 + 24 3 = 66 3 22g = C = 22 0,5 44g/L = Pág. 18 Ex. 27 Prof. Agamenon Roberto DENSIDADE Densidade É a relação entre a massa ( m ) e o volume de um corpo ( V ) PROF. AGAMENON ROBERTO d = m V 01) 200g de KOH ao serem dissolvidos em 800 mL água fornecem 840 mL de solução. Calcule: a) A concentração da solução expressa em g/L C = ? g/L V = 840 mL = 0,84 L m1 = 200g b) A densidade da solução expressa em g/L e em g/cm3 PROF. AGAMENON ROBERTO m1 C = V 200 C = 0,84 C = 238,09 g/L m d = V 200 + 800 d = 0,84 d = 1190,47 g/L d = 1,19 g/mL Pág. 22 Ex. 37 PROF. AGAMENON ROBERTO 80 g de NaOH equivale a 2,0 mols de NaOH m n = M 80 n = = 2 mols 40 2 mols de soluto dissolvidos em água suficiente para 1000 mL ou 1 L de solução PROF. AGAMENON ROBERTO Quando representamos ... O soluto em MOL. O volume da solução em LITROS. A concentração tem o nome especial de CONCENTRAÇÃO MOLAR (m) Unidade: mol / L Indica o número de mols do soluto em 1 litro de solução V n1 = m01) Para preparar uma solução aquosa destinada à administração Endovenosa (dentro da veia), um técnico pesou 30g de um medicamento sólido, transferiu essa amostra para um balão volumétrico de 200 mL, acrescentou um pouco de água destilada e agitou até que o sólido se dissolvesse totalmente. A seguir, completou com água destilada até a marca do balão. a) Expresse a concentração da solução em g/L. A massa molar desse medicamento é 120 g/mol. Expresse a concentração da solução preparada, em mol/L. PROF. AGAMENON ROBERTO C = ? g/L V = 200 mL = 0,20 L m1 = 30g m1 C = V 30 C = 0,20 C = 150 g/L Pág. 27 Ex. 07 V = 0,20 L m1 = 30 g m = ? = n1 m1 M1 120 = 30 = 0,25 mol V n1 m = 0,20 = 0,25 = 1,25 mol/L 02) Testes revelaram que determinada marca de refrigerante tipo “cola” contém 2,0 x 10 – 3 mol/L de ácido fosfórico, H3PO4 Quando uma pessoa bebe um copo de 250 mL desse refrigerante, está ingerindo: a) Que quantidade em mols de ácido fosfórico? b) Que massa de ácido fosfórico? PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 27 Ex. 08 Dado: H3PO4 = 98 g/mol 1000 mL 2,0 x 10 – 3 mol 250 mL “n” mol n = 5,0 x 10 – 4 mol 1,0 mol 98 g 5,0 x 10 – 4 mol “m” n = 4,9 x 10 – 2 g 03)(Enem-MEC) Ao colocar um pouco de açúcar na água e mexer até a obtenção de uma só fase, prepara-se uma solução. O mesmo acontece ao se adicionar um pouquinho de sal à água e misturar bem. Uma substância capaz de dissolver o soluto é denominada solvente; por exemplo, a água é um solvente para o açúcar, para o sal e para várias outras substâncias. A figura a seguir ilustra essa citação. Suponha que uma pessoa, para adoçar seu cafezinho, tenha utilizado 3,42 g de sacarose (massa molar igual a 342 g/mol) para uma xicara de 50 mL do líquido. Qual a concentração final, em mol/L, de sacarose nesse cafezinho? 0,02 0,2 2 200 2000 = 0,01 mol PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 27 Ex. 10 n = 3,42 342 m = 0,01 0,05 m = 0,2 mol / L 04)(PUC-MG) O permanganato de potássio (KMnO4) pode ser utilizado como germicida no tratamento de queimaduras e feridas de um modo geral. A massa de permanganato de potássio necessária para preparamos 500 mL de solução 0,01 mol/L, utilizada para esse fim, em gramas, é: Dados: O = 16 g/mol; K = 39 g/mol; Mn = 55 g/mol. 0,79. 1,58. 7,90. 15,8. m1 = ? V = 500 mL m = 0,01 mol/L = 0.5 L M1 = 39 + 55 + 4 x 16 = 158 g/mol PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 27 Ex. 11 = como n1 m1 M1 V n1 m = m = m1 M1 x V 0,5 x 142 0,01 = m1 m1 = 0,01 x 142 x 0,5 = 0,79g 05)(PUC-RJ) É possível conhecer a concentração de uma espécie iônica em solução aquosa, a partir do conhecimento da concentração do soluto e se o soluto dissolvido dissocia-se ou ioniza-se por completo. Uma solução de sulfato de sódio, Na2SO4, possui concentração em quantidade de matéria igual a 0,3 mol/L. Nessa solução, a concentração em quantidade de matéria da espécie Na+ é: 0,2 mol.L – 1. 0,3 mol.L – 1. 0,6 mol.L – 1. 0,8 mol.L – 1. 0,9 mol.L – 1. 1 mol/L 2 mol/L 1 mol/L 0,3 mol/L 2 x 0,3 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 28 Ex. 13 Na2SO4 2 Na+ + SO4 – 2 0,6 mol/L 06)(UERRJ) O sulfato de alumínio é utilizado como clarificante no tratamento de água, pela ação dos íons alumínio que agregam o material em suspensão. No tratamento de 450 L de água, adicionaram-se 3,078 kg de sulfato de alumínio, sem que houvesse variação de volume. Admitindo-se a completa dissociação do sal, a concentração dos íons alumínio, em mol. L – 1, é igual a: 0,02. 0,03. 0,04. 0,05. m1 = 3,078 kg V = 450 L m = ? mol/L de Al +3 Dados: O = 16 g/mol; Al = 27 g/mol; S = 32 g/mol Al2(SO4)3 M1 = 2 x 27 + 3 x 32 + 12 x 16 M1 = 54 + 96 + 192 M1 = 342 g/mol 1 mol/L 2 mol/L 3 mol/L 0,3 mol/L 2 x 0,02 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 28 Ex. 20 Al2(SO4)3 2 Al +3 + 3 SO4 – 2 m = m1 M1 x V m = 3078 342 x 450 m = 0,02 mol/L = 0,04 mol/L TÍTULO EM MASSA (T) É o quociente entre a massa do soluto (m1) e a massa total da solução (m), ambas na mesma unidade T = m1 m considerando = m1 m m2 + É comum representar o título em massa na forma de PORCENTAGEM T = 100 % T X m1 m2 + T = m1 PROF. AGAMENON ROBERTO 01) Qual o título, em massa, de uma solução preparada dissolvendo 25g de sacarose (açúcar de cana) em 100g de água? E a porcentagem em massa do soluto? = 0,20 m1 = 25g m2 100g = m = m1 + m2 = 125g T% = 20% m1 T = m 25 = 125 Pág. 34 Ex. 02 PROF. AGAMENON ROBERTO 02)(Mackenzie-SP) Determine as massas em kg de HNO3 e H2O , respectivamente, que devem ser misturadas para preparar 2000g de solução a 15% de ácido nítrico 0,3000 e 1,700. 700 e 300. 1,700 e 300. 0,150 e 0,850. 1,700 e 0,300. m2 = 2 – 0,3 = 1,7 kg m1 = ? m2 ? = T% = 15% m = 2000g m1 2000 0,15 = m1 = 0,15 x 2000 m = T m1 m1 = 300g = 0,3 kg Pág. 35 Ex. 09 PROF. AGAMENON ROBERTO 03) Quando se dissolve um certo número de gramas de cloreto de cálcio, no triplo de água, a concentração da solução resultante (porcentagem em massa) é igual a: a) 15%. b) 25%. c) 30%. d) 40%. e) 4%. T = m m1 4 x 1 x T% = 0,25 x 100 = 25% m1 = x g m2 3x g = 0,25 = m 4x g = T = 4 1 PROF. AGAMENON ROBERTO DESAFIO TÍTULO EM VOLUME (T) É o quociente entre o volume do soluto (V1) e o volume total da solução (V), ambas na mesma unidade T = V1 V considerando = V1 V V2 + É comum representar o título em volume na forma de PORCENTAGEM T = 100 % T X V1 V2 + T = V1 PROF. AGAMENON ROBERTO V1 V V1 = 50 mL V2 = 200 mL V = 250 mL 50 250 = 0,20 ou 20% Considere uma solução aquosa de álcool que tem 50 mL de álcool e 200 mL de água. Qual é a sua porcentagem em volume nesta solução? TV = PROF. AGAMENON ROBERTO 01) (Furg-RS) O rótulo de uma garrafa de 700 mL de vinho traz a sua graduação alcoólica: 10,8% em volume. Isso indica que, com relação à quantidade de álcool no vinho: Cada litro contém 10,8 mL. Cada garrafa contém 108,0 mL. Cada garrafa contém menos de 10,8 mL. Cada garrafa contém mais de 10,8 mL. Cada litro contém 108,0 mL. PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 36 Ex. 14 10,5% em volume: 100 mL de vinho contém 10,8 mL de álcool 10,5% em volume: 100 mL de vinho contém 10,8 mL de álcool 1000 mL de vinho contém “ V “ de álcool 10,5% em volume: 100 mL de vinho contém 10,8 mL de álcool 1000 mL de vinho contém 108,0 mL de álcool Quando uma solução é bastante diluída, a massa do solvente é praticamente igual à massa da solução e, neste caso, a concentração da solução é expressa em “ppm” (partes por milhão) O “ppm” indica quantas partes do soluto existem em um milhão de partes da solução (em volume ou em massa) PARTES POR MILHÃO (ppm) 1 ppm = 1 parte de soluto 106 partes de solução Prof. Agamenon Roberto 01)(Univali-SC) A água potável não pode conter mais do que 5,0 . 10 – 4 mg de mercúrio (Hg) por grama de água. Para evitar o inconveniente de usar números pequenos, o químico utiliza um recurso matemático, surgindo assim uma nova unidade de concentração: ppm (parte por milhão). A quantidade máxima permitida de mercúrio na água potável corresponde a: 0,005 ppm. 0,05 ppm. 0,5 ppm. 5 ppm. 50 ppm. x = 5 x 10 – 4 x 10 3 PROF. AGAMENON ROBERTO 1 ppm = massa de soluto em mg massa do solvente em kg Pág. 39 Ex. 25 x = 1 103 5 x 10 – 4 x = 5 x 10 – 1 ou 0,5 ppm PROF. AGAMENON ROBERTO PROF. AGAMENON ROBERTO Os volumes indicam “ quantos litros de gás oxigênio “ são liberados para o ambiente para “ cada litro de água oxigenada “ A decomposição da água oxigenada é representada pela equação PROF. AGAMENON ROBERTO 1 H2O2 1 H2O + 1/2 O2 1 litro de água oxigenada libera 20 litros de gás oxigênio 1 litro de água oxigenada libera 40 litros de gás oxigênio 01)(ITA-SP) A solução aquosa 6% em massa de água oxigenada (H2O2) é geralmenteempregada com agente branqueador para tecidos e cabelos. Pode-se afirmar que a concentração aproximada dessa solução, expressa em volumes, é: 24. 20. 12. 10. 6. PROF. AGAMENON ROBERTO 2 H2O2 2 H2O + 1 O2 2 mol 1 mol 2 x 34g 22,4 L 60g V L 6% em massa SIGNIFICA QUE: 6g de H2O2 em 100 mL de H2O2 60g de H2O2 em 1000 mL (1 L) de H2O2 V = 60 x 22,4 68 V = 19,76 L = 20 L Pág. 41 Ex. 36 8g. 16g. 17g. 32g. PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 41 Ex. 37 2 H2O2(aq) 2 H2O(l) + O2(g) 02)(UFMG) Um frasco que contém 1 litro de água oxigenada, H2O2(aq) , na concentração de 1 mol/L, foi armazenado durante um ano. Após esse período, verificou-se que 50% dessa água oxigenada se tinha decomposto, como mostrado nesta equação: Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a massa de oxigênio produzida nesse processo é: Dados: H = 1 g/mol; O = 16 g/mol. 34g 11,2 L (CNTP) 17g V L V = 5,6 L 22,4 L 32g 5,6 L m g m = 8 g 1 mol/L significa que EM 1 L temos 1 MOL de H2O2 FRAÇÃO MOLAR ( x ) Podemos definir a fração molar para o soluto (x1) e para o solvente (x2) Fração molar do soluto (x1) é o quociente entre o número de mols do soluto (n1) e o número de mols total da solução (n = n1 + n2) x1 = + n1 n1 n2 Prof. Agamenon Roberto PROF. AGAMENON ROBERTO Fração molar do solvente (x2) é o quociente entre o número de mols do solvente (n2) e o número de mols total da solução (n = n1 + n2) x2 = + n2 n1 n2 Podemos demonstrar que: + x1 x2 = 1 01)(FUERN) Uma solução preparada tomando-se 1 mol de glicose e 99 mols de água apresenta frações molares de soluto e solvente, respectivamente, iguais a: 0,18 e 0,82. 0,82 e 0,18. 0,90 e 0,10. 0,10 e 0,90. 0,01 e 0,99. n1 = 1 mol n2 = 99 mols + n1 n1 n2 99 1 1 + x2 = 1 0,01 x1 PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 42 Ex. 39 x1 = x1 = 1 100 x2 = 0,99 x1 = 0,01 02) Uma solução contém 18,0g de glicose (C6H12O6), 24,0g de ácido acético (C2H4O2) e 81,0g de água (H2O). Qual a fração molar do ácido acético na solução? Dados: H = 1 u.; C = 12 u.; O = 16 u. a) 0,04. b) 0,08. c) 0,40. d) 0,80. e) 1,00. m1 = 18g m’1 = 24g m2 = 81g x’1 = 0,08 n1 = 18 180 = 0,1 mol n’1 = 24 60 = 0,4 mol n2 = 81 18 = 4,5 mol C6H12O6 M1 = 72 + 12 + 96 = 180 C2H4O2 M’1 = 24 + 4 + 32 = 60 H2O M2 = 2 + 16 = 18 x’1 = n’1 n1 + n’1 + n2 0,4 0,1 + 0,4 + 4,5 x’1 = = 0,4 5,0 n’1 PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 42 Ex. 40 * C = d x T = m x M1 Relações entre as concentrações As concentrações apresentadas, por terem grandezas em comum, podem ser relacionadas entre si, pelas expressões g/L g/L mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO 01)(PUC-MG) O ácido fosfórico (H3PO4) é um dos componentes presentes em determinado refrigerante, formando uma solução de concentração igual a 0,49 g/L. a concentração em mol/L dessa solução é igual a: Dados: H = 1 g/mol; O = 16 g/mol; P = 31 g/mol. 1 x 10 – 2 . 5 x 10 – 2 . 1 x 10 – 3 . 5 x 10 – 3 C = m x M1 m = 0,005 = 5 x 10 – 3 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO C = 49 g/L m = ? mol/L M1 = 3 x 1 + 1 x 31 + 4 x 16 = 98 g/mol g/L g/L mol/L C = d x T = m x M1 0,49 = m x 98 m = 0,49 98 Pág. 44 Ex. 01 02) A molaridade de uma solução de ácido sulfúrico a 49% em peso e densidade igual a 1,5 g/mL é: Dados: massa molar do ácido sulfúrico = 98 g/mol a) 7,5 mol/L. b) 1,5 mol/L. c) 3,75 mol/L. d) 0,75 mol/L. e) 15 mol/L. m = ? De H2SO4 T = 49% = 0,49 d = 1,5 g/mL m x M1 = 1000 x d x T m x 98 = 1000 x 1,5 x 0,49 m x 98 = 735 m = 735 : 98 m = 7,5 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES É o processo que consiste em adicionar solvente puro a uma solução, com o objetivo de diminuir sua concentração SOLVENTE PURO SOLUÇÃO INICIAL SOLUÇÃO FINAL PROF. AGAMENON ROBERTO C C’ V V’ VA = m1 m’1 Como a massa do soluto não se altera, teremos que: m1 m’1 V C x V’ C’ x SOLVENTE PURO SOLUÇÃO INICIAL SOLUÇÃO FINAL PROF. AGAMENON ROBERTO 01) (UFRGS-RS) O volume, em mililitros, de uma solução 0,5 mol/L de AgNO3, necessário para preparar 200 mililitros de uma solução 0,1mol/L desse sal é igual a: 10. 20. 25. 40. 50. Vi . 0,5 = 0,1 . 200 PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 48 Ex. 10 VA Vi = 20 0,5 Vi = 40 mL Vi = ? mL mi = 0,5 mol/L Vf = 200 mL mf = 0,1 mol/L 02) Um laboratorista precisa preparar solução 0,5 mol/L de Na2SO4, aproveitando 200 mL de solução 0,8 mol/L do mesmo sal. O que ele deve fazer com a solução 0,8 mol/L é: adicionar 320 mL de água. evaporar 120 mL de água. adicionar 120 mL de água. adicionar 1400 mL de água. adicionar 0,4 mol de sal. Vf . 0,5 = 0,8 . 200 Vf = 320 mL PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 48 Ex. 12 Vf = 160 0,5 Vi = 200 mL mi = 0,8 mol/L Vf = ? mL mf = 0,5 mol/L adicionar = 120 mL de água 03)(UFPE) Os médicos recomendam que o umbigo do recém nascido seja limpo usando-se álcool a 70%. Contudo, no comércio, o álcool hidratado é geralmente encontrado na concentração de 96% de volume de álcool para 4% de volume de água. Logo, é preciso realizar uma diluição. Qual o volume de água pura que deve ser adicionado a um litro (1L) de álcool hidratado 80% v/v, para obter-se uma solução de concentração final 50% v/v? 200 mL. 400 mL. 600 mL. 800 mL. 1600 mL. 50 . Vf = 80 . 1000 PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 49 Ex. 18 VA Vf = 80000 50 Vf = 1600 mL Vi = 1000 mL T v/v = 80% Vf = ? mL T v/v = 50% Vf = 1600 – 1000 = 600 mL 04)(Unesp-SP) Um químico ao desenvolver um perfume, decidiu incluir entre os componentes um aroma de frutas com concentração máxima de 10 – 4 mol/L. Ele dispõe de um frasco da substância aromatizante, em solução hidro - alcoólica, com concentração de 0,01 mol/L. Para a preparação de uma amostra de 0,5 L do novo perfume, contendo o aroma de frutas na concentração desejada, o volume da solução hidro - alcoólica que o químico deverá utilizar será igual a: 5,0 mL. 2,0 mL. 0,50 mL. 1,0 mL. 0,20 mL. Vi . 0,01 = 10 – 4 . 500 PROF. AGAMENON ROBERTO VA Vi = 5 . 102 . 10 – 4 10 – 2 Vi = 5 mL Vi = ? mL mi = 0,01 mol/L Vf = 0,5 L = 500 mL mf = 10 – 4 mol/L Pág. 49 Ex. 16 05) Acrescentam-se 300 mL de água a 200 mL de uma solução 10g/L de cloreto de sódio. Qual a concentração final dessa solução? Cf . 500 = 10 . 200 PROF. AGAMENON ROBERTO VA = 300 mL Vi = 200 mL Ci = 10 g/L Vf = 500 mL Cf = ? g/L Cf = 2000 500 Cf = 4 g/L 06) (UnB – DF) A partir de uma solução de hidróxido de sódio na concentração de 25 g/L, deseja-se obter 125 mL dessa solução na concentração de 10 g/L. Calcule, em mL, o volume da solução inicial necessário para esse processo. Despreze a parte fracionária de seu resultado caso exista. V’ = 125 mL C = 25 g/L V = ? mL C’ = 10 g/L C x V = C’ x V’ 25 x V = 10 x 125 25 x V = 1250 V = 1250 25 V = 50 mL PROF. AGAMENON ROBERTO 07) (UERJ) Diluição é operação muito empregada no nosso dia-a-dia quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir de um suco concentrado. Considere 100 mL de determinado suco em que a concentração do soluto seja de 0,4 mol/L. O volume de água, em mL, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia para 0,04 mol/L, será de: a) 1000. b) 900. c) 500. d) 400. e) 300. VA = ? m = 0,4 mol/L m’ = 0,04 mol/L V’ = ? mL = V x V’ x 0,04 0,4 100 m m’ 0,04 x V’ = 40 = V’ 0,04 40 = 1000 mL VA = 1000 – 100 V = 100 mL VA = 900 mL PROF. AGAMENON ROBERTO 08) (UFRS) Uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), para ser utilizada em baterias de chumbo de veículos automotivos, deve apresentar concentração igual a 4 mol/L. O volume total de uma solução adequada para se utilizar nestas baterias, que pode ser obtido a partir de 500 mL de solução de H2SO4 de concentração 18 mol/L, é igual a: 0,50 L. 2,00 L. 2,25 L. 4,50 L. 9,00 L. m = 18 mol/L m’ = 4 mol/L V’ = ? L = V x V’ x 4 18 500 m m’ 4 x V’ = 9000 = V’ 4 9000 = 2250 mL V’ = 2,25 L V = 500mL PROF. AGAMENON ROBERTO 09) 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 320mL. 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. V = 400 mL m = 0,1 mol/L m’ = ? mol/L V’ = 320 mL = V x V’ x 0,1 320 400 m m’ = x 320 40 m’ = 320 40 m’ = 0,125 mol/L m’ PROF. AGAMENON ROBERTO PROF. AGAMENON ROBERTO MISTURA DE SOLUÇÕES DE MESMO SOLUTO SOLUÇÃO 1 SOLUÇÃO FINAL SOLUÇÃO 2 + C1 C2 V1 V2 m1 m’1 CF VF m1F = m1F m’1 m1 Como: + CF X VF = C1 X V1 + C2 X V2 PROF. AGAMENON ROBERTO 01) Exclusivamente por meio da mistura de duas soluções aquosas de sacarose, de concentrações 0,5 mol/L e 1,0 mol/L, responda e justifique se é possível obter uma solução: 0,6 mol/L? 0,9 mol/L? 1,2 mol/L? Pág. 52 Ex. 29 A solução obtida pela mistura de duas soluções de mesmo soluto tem concentração entre as concentrações das soluções misturadas sim sim não PROF. AGAMENON ROBERTO 02) Sejam as seguintes soluções: 0,05 mol/L. 1,0 mol/L. 0,2 mol/L. 2,0 mol/L. 4,0 mol/L. m F . 300 = 0,3 . 100 + 0,15 . 200 m F . 300 = 30 + 30 PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 52 Ex. 30 A : 100 mL de H2SO4 (aq) de concentração 0,30 mol/L. B : 200 mL de H2SO4 (aq) de concentração 0,15 mol/L. Ao misturarmos A e B , obteremos uma solução C cuja concentração em quantidade de matéria é: H2SO4 VF = 300 mL m F = ? mol/L H2SO4 V’ = 200 mL m ‘ = 0,15 mol/L H2SO4 V = 100 mL m = 0,30 mol/L + m F = 60 300 = 0,2 mol/L 03)(PUC-RJ) A concentração de HCl, em quantidade de matéria, na solução resultante da mistura de 20 mL de uma solução 2,0 mol/L com 80 mL de uma solução 4,0 mol/L desse soluto e água suficiente para completar 1,0 L é: 0,045 mol/L. 0,090 mol/L. 0,18 mol/L. 0,36 mol/L. 0,72 mol/L. m F . 1000 = 2 . 20 + 4 . 80 m F . 1000 = 40 + 320 Pág. 52 Ex. 34 HCl VF = 1 L m F = ? mol/L HCl V’ = 80 mL m ‘ = 4,0 mol/L HCl V = 20 mL m = 2,0 mol/L + 1000 mL m F = 360 1000 = 0,36 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO 04) Que volumes de soluções 8,0 mol/L (solução A) e 3,0 mol/L (solução B) de HCl devem ser misturados para fornecer 1,0 L de solução 6,0 mol/L de HCl? 8 . x + 3 . (1000 – x) = 6000 8 . x + 3000 – 3. x = 6000 5 . x = 3000 PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 52 Ex. 32 HCl VF = 1 L m F = 6 mol/L HCl V’ = y mL m ‘ = 3 mol/L HCl V = x mL m = 8 mol/L + 1000 mL y = (1000 – x) mL (1000 – x) mL 3000 5 = 600 mL x = y = (1000 – 600) mL y = 400) mL VF = V + V’ mF = m1 + m’1 + V V’ m1 m’1 C C’ soluto A soluto B CF = V + V’ m1 soluto A C’F = V + V’ m’1 soluto B Mistura de Soluções de Solutos Diferentes (Sem reação Química) A mistura de soluções de solutos diferentes, sem reação, corresponde a uma diluição de cada solução misturada PROF. AGAMENON ROBERTO C = V m1 2 0,1 C = 20 g/L b) A concentração do C12H22O11 na solução B. C = V m1 10 0,4 C = 25 g/L c) A concentração do NaCl e a do C12H22O11 na solução resultante da mistura das soluções A e B. NaCl C = V m1 2 0,5 C = 4 g/L C12H22O11 C = V m1 10 0,5 C = 20 g/L Exemplos: Foram preparadas duas soluções aquosas A e B: 2g de NaCl V = 100 mL 10g de C12H22O11 V = 400 mL Com base nessas informações, calcule, em g/L: A B a) A concentração do NaCl na solução A. PROF. AGAMENON ROBERTO Temos duas soluções aquosas A e B: 3 mol de KCl V = 200 mL 0,6 mol de C12H22O11 V = 100 mL Com base nessas informações, calcule as concentrações molares de cada soluto na solução obtida pela misturas das soluções A e B: A B KCl m = V n1 3 0,3 m = 10 mol/L C12H22O11 m = V n1 0,6 0,3 m = 2,0 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO Mistura de Soluções de Solutos Diferentes (Com reação Química) Neste caso, a determinação das concentrações de cada espécie, depois da mistura, é feita através do cálculo estequiométrico. PROF. AGAMENON ROBERTO 01) (Vunesp) A soda cáustica (hidróxido de sódio) é um dos produtos utilizados na formulação dos limpa-fornos e desentupidores de pias domésticas, tratando-se de uma base forte. O ácido muriático (ácido clorídrico) com concentração de 12 mol/L) é muito utilizado na limpeza de pisos e é um ácido forte. Ambos devem ser manuseados com cautela, pois podem causar queimaduras graves se entrarem em contato com a pele a) Escreva a equação para a neutralização do hidróxido de sódio com o ácido clorídrico, ambos em solução aquosa. b) Dadas as massas molares, em g/mol; H = 1; O = 16; Na = 23, calcule o volume de ácido muriático necessário para neutralização de 2 L de solução de hidróxido de sódio com concentração de 120 g/L. apresente seus cálculos. VA = ? L m A = 12 mol/L VB = 2 L C‘B = 120 g/L = 3 mol/L 1 mol 1 mol HCl + NaOH NaCl + H2O nA nB nA nB 1 1 = nA nB = mA x VA mB x VB = 12 x VA 3 x 2 = VA = 6 12 = 0,5 L PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 61 Ex. 02 02)(UFG-GO) Um antiácido contém em sua formulação, Mg(OH)2 em uma concentração de 1,2 g/mL. Considerando que a concentração do HCl no suco gástrico é de 0,16 mol/L, qual o volume de suco gástrico neutralizado pela ingestão de uma colher (3 mL) esse antiácido? 125 mL. 250 mL. 375 mL. 750 mL. 1000 mL. Dado: Mg(OH)2 = 60 g/mol VA = ? L m A = 0,16 mol/L VB = 3 mL C‘B = 1,2 g/mL = 20 mol/L 2 HCl + 1 Mg(OH)2 1 MgCl2 + 2 H2O PROF. AGAMENON ROBERTO nA nB 2 mol 1 mol nA 2 . nB = mA x VA mB x VB = 2 . 0,16 . VA 2 . 20 . 3 = VA = 120 0,16 = 750 mL Pág. 62 Ex. 03 03)(UFF-RJ) Se 40 mL de HCl 1,6 mol/L e 60 mL de NaOH 2 mol/L são misturados, quais as concentrações (em mol/L) de Na+, Cl– e OH–, respectivamente, na solução resultante? 0,400 mol/L, 0,600 mol/L, 1,200 mol/L. 0,560 mol/L, 0,640 mol/L, 1,200 mol/L. 120,0 mol/L, 0,640 mol/L, 64,0 mol/L. 1,200 mol/L, 0,560 mol/L, 0,560 mol/L. 1,200 mol/L, 0,640 mol/L, 0,560 mol/L. Início: 0,064 mol 0,120 mol ZERO mol reage/ produz: 0,064 mol 0,064 mol 0,064 mol final: ZERO mol O,056 mol 0,064 mol Cálculo do número de mols do ácido e da base: ácido: base: nA = 1,6 x 0,04 = 0,064 mol nB = 2,0 x 0,06 = 0,120 mol 1 HCl + 1 NaOH 1 NaCl + 1 H2O m B = 0,56 mol/L m B = 0,056 0,100 m B = 0,64 mol/L m S = 0,064 0,100 Na+ = 0,56 + 0,64 = 1,2 mol/L Cl– = 0,64 mol/L OH– = 0,56 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO Pág. 62 Ex. 05 04) Misturamos 300 mL de uma solução aquosa de H3PO4 0,5 mol/L com 150 mL de solução aquosa de KOH 3,0 mol/L. Qual a molaridade da solução final em relação: Ao sal formado? n1 = 0,5 x 0,30 = 0,15 mol n1 = 3,0 x 0,15 = 0,45 mol Início: 0,15 mol 0,45 mol ZERO mol reage/ produz: 0,15 mol 0,45 mol 0,15 mol final: ZERO mol ZERO mol 0,15 mol m = V n1 0,15 0,45 1 H3PO4 + 3 KOH 1 K3PO4 + 3 H2O Cálculo do número de mols do ácido e da base: ácido: base: m = 0,33 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO 05) Misturamos 300 mL de uma solução aquosa de H3PO4 0,5 mol/L com 200 mL de solução aquosa de KOH 3,0 mol/L. Qual a molaridade da solução final em relação: Ao reagente em excesso? n1 = 0,5 x 0,30 = 0,15 mol n1 = 3,0 x 0,20 = 0,60 mol Início: 0,15 mol 0,60 mol ZERO mol reage/ produz: 0,15 mol 0,45 mol 0,15 mol final: ZERO mol 0,15 mol 0,15 mol m = V n1 0,15 0,5 1 H3PO4 + 3 KOH 1 K3PO4 + 3 H2O Cálculo do número de mols do ácido e da base: ácido: base: m = 0,30 mol/L PROF. AGAMENON ROBERTO 06) Misturamos 200 mL de uma solução aquosa de H2SO4 1,0 mol/L com 200 mL de solução aquosa de KOH 3,0 mol/L. Qual a molaridade da solução final em relação: Ao sal formado? Ao ácido? À base? A solução final é ácida,básica ou neutra? ácido base m A = 1,0 mol/L m B = 3,0 mol/L VA = 200 mL VB = 200 mL VF = 400 mL n1 = m x V nA = m A x VA nA = 1,0 x 0,2 = 0,2 mol nB = m B x VB nB = 3,0 x 0,2 = 0,6 mol PROF. AGAMENON ROBERTO * 1 2 1 2 1 mol 2 mols 1 mol Reagem na proporção 0,2 mol 0,6 mols Quantidade misturada a) Qual a molaridade da solução final em relação ao SAL formado? 0,2 mol 0,4 mols 0,2 mol Quantidade reage/produz 0,0 mol 0,2 mols 0,2 mol Quantidade final b) Qual a molaridade da solução final em relação à base? Reação química que ocorre: H2SO4 + KOH K2SO4 + H2O há excesso de base solução BÁSICA = 0,5 mol / L m S = 0,20 0,40 = 0,5 mol / L m A = 0,20 0,40 PROF. AGAMENON ROBERTO Uma aplicação da mistura de soluções com reação química é a análise volumétrica ou titulação ANÁLISE VOLUMÉTRICA ou TITULAÇÃO PROF. AGAMENON ROBERTO 01) Em uma aula de titulometria, um aluno utilizou uma solução de 20 mL de hidróxido de potássio 0,5 mol/L para neutralizar completamente uma solução 1,0 mol/L de ácido sulfúrico. Determine o volume da solução de ácido sulfúrico utilizado pelo aluno: VB = 20 mL mB = 0,5 moL/L VA = ? mL mA = 1,0 moL/L 1 mol 2 mols 2 = Reação química que ocorre: 1 H2SO4 + 2 KOH 1 K2SO4 + 2 H2O nA nB nA nB 1 2 = nA nB m A x VA m B x VB 1,0 x VA 0,5 x 20 2 = VA = 5,0 mL PROF. AGAMENON ROBERTO 02) 20 mL de uma solução aquosa de NaOH de molaridade desconhecida foram titulados com uma solução aquosa 0,2 mol/L de H2SO4. O volume de ácido gasto na titulação foi de 50 mL. Qual a molaridade da base? 1,0 mol/L. 2,0 mol/L. 3,5 mol/L. 0,5 mol/L. 4,0 mol/L. PROF. AGAMENON ROBERTO 03) Quantos gramas de hidróxido de potássio são neutralizados por 250 mL de solução de ácido nítrico de concentração 0,20 mol/L ? Dado: Massa molar do KOH = 56,0 g/mol 1,0 g. 1,2 g. 1,4 g. 2,8 g. 5,6 g. PROF. AGAMENON ROBERTO PROF. AGAMENON ROBERTO CONTEÚDO EXTRA COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE dissolve totalmente dissolve totalmente dissolve 36g 4g 100g de água a 20°C 100g de água a 20°C 100g de água a 20°C 30g de NaCl 36g de NaCl 40g de NaCl PROF. AGAMENON ROBERTO COEFICIENTE DE SOLUBILIDADE (Cs) É a quantidade máxima de um SOLUTO capaz de se dissolver em uma quantidade fixa de SOLVENTE, em certas condições (temperatura e pressão) Cs = 36g de NaCl 100g de água , a 20°C 36g de NaCl 100g de água a 20°C A solução que tem, dissolvida, a máxima quantidade de soluto permitida pelo seu coeficiente de solubilidade é classificada como SOLUÇÃO SATURADA PROF. AGAMENON ROBERTO Cs = 36g de NaCl 100g de água , a 20°C 100g de água a 20°C 30g de NaCl SOLUÇÃO INSATURADA 100g de água a 20°C 36g de NaCl SOLUÇÃO SATURADA SEM CORPO DE FUNDO 100g de água a 20°C 4g 40g de NaCl SOLUÇÃO SATURADA COM CORPO DE FUNDO PROF. AGAMENON ROBERTO 100g de água a 20°C 2g 38g de NaCl Cs = 36g de NaCl 100g de água , a 20°C Cs = 38g de NaCl 100g de água , a 100°C 100g de água a 100°C solução saturada sem corpo de fundo retirando a fonte de calor 100g de água a 20°C solução supersaturada (muito instável) PROF. AGAMENON ROBERTO CURVAS DE SOLUBILIDADE temperatura (°C) 20 120 100 80 60 40 0 20 120 100 80 60 40 g de soluto / 100g de água A B C D A curva “A” tem solubilidade EXOTÉRMICA As curvas “C” e “D” têm solubilidade ENDOTÉRMICA A curva “B” tem pontos de inflexão PROF. AGAMENON ROBERTO 01)O coeficiente de solubilidade de um sal é de 40 g por 100 g de água a 80°C. A massa em gramas desse sal, nessa temperatura, necessária para saturar 70 g de H2O é: 18. 28. 36. 40. 70. Pág. 426 Ex.03 PROF. AGAMENON ROBERTO água soluto 100 g 40g 70 g m = m = 28g 100. m = 40 . 70 m = 2800 100 02)(UFPB) Se 64g de solução saturada de KCl, após evaporação completa da água, produziram um resíduo sólido que pesou 24g, a massa, em gramas, de sal KCl necessária para saturar 100g de água, à mesma temperatura, é: 166,g. 16g. 60g. 6g. 160g. solução soluto solvente + 64g 24g m g 40 g Pág. 426 Ex.04 PROF. AGAMENON ROBERTO água soluto 40 g 24g 100 g m = m = 60g 40. m = 24 . 100 m = 2400 40 03)Quatro tubos contêm 20 mL de água cada um. Coloca-se nesses tubos dicromato de potássio nas seguintes quantidades: A solubilidade do sal, a 20ºC, é igual a 12,5g por 100 mL de água. Após agitação, em quais dos tubos coexistem, nessa temperatura, solução saturada e fase sólida? em nenhum. apenas em D. apenas em C e D. apenas em B, C e D. em todos. insaturada saturada sem corpo de fundo saturada com corpo de fundo saturada com corpo de fundo PROF. AGAMENON ROBERTO Tubo A Tubo B Tubo C Tubo D Massa de K2Cr2O7 1,0g 2,5g 5,0g 7,0g Pág. 426 Ex.06 1,0g 2,5g 5,0g 7,0g A B C D água soluto 100 mL 12,5g 20 mL m = m = 2,5g 04)(UFV-MG) A solubilidade do nitrato de potássio (KNO3), em função da temperatura, é representada no gráfico abaixo: De acordo com o gráfico, assinale a alternativa que indica corretamente a massa de KNO3, em gramas, presente em 750g de solução, na temperatura de 30ºC. 250. 375. 150. 100. 500. PROF. AGAMENON ROBERTO Solubilidade (g/100g de H2O) Temperatura (ºC) 0 20 40 60 80 100 50 100 150 200 solução soluto solvente 150g 50g 100 g + 750g m g m 50 750 150 = m = 250g Pág. 430 Ex.16 Considere as informações seguintes e responda às questões 05 e 06 temperatura (°C) g de brometo de potássio / 100g de água 30 50 80 90 70 70 05) Qual a massa de brometo de potássio necessária para saturar... a) 100g de água a 50°C ? brometo de potássio água 80g 100g b) 200g de água a 70°C ? brometo de potássio água 90g 100g m g 200g Então, m = 180g 06) Uma solução foi preparada, a 30°C, dissolvendo-se 40g de brometo de potássio em 100g de água. Essa solução é SATURADA? brometo de potássio água 70g 100g 40g é uma massa inferior a 70g, portanto, a solução é INSATURADA PROF. AGAMENON ROBERTO temperatura (°C) g de brometo de potássio / 100g de água 30 50 80 90 70 70 Analise o preparo de três soluções de brometo de potássio, a 50°C, e responda às questões 07 à 08. 100g de água 100g de água 100g de água 40g 80g 100g 07) Classifique em SATURADA ou INSATURADA cada solução analisada (A, B e C) solução A INSATURADA solução B SATURADA sem corpo de fundo solução C SATURADA com corpo de fundo 08) Apenas uma das soluções está saturada e apresenta corpo de fundo. Identifique-a e calcule a massa desse corpo de fundo. Solução C 80g 100g Então, m = 100 – 80 = 20g de corpo de fundo brometo de potássio água 09) Um determinado sal tem coeficiente de solubilidade igual a 34g / 100g de água, a 20ºC. Tendo-se 450 g de água a 20ºC, a quantidade, em gramas, desse sal, que permite preparar uma solução saturada, é de: a) 484 g. b) 450 g. c) 340 g. d) 216 g. e) 153 g. 100 x m = 34 x 450 sal água 34g de sal 100g de água = Cs 34g 100g m 450g m 450 34 100 = 100 m = 15300 m = 153g PROF. AGAMENON ROBERTO
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