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1 Universidade Paulista – UNIP Disciplina de Análise Físico-Química Profa. Mari Luminosa Muler Estudo dirigido: concentração de soluções 1. O que é concentração é simples? Escreva a fórmula. 2. Como se prepara uma solução de concentração definida? 3. Qual a diferença entre concentração e densidade? 4. O que é molaridade? Escreva a fórmula que podem defini-la. Escreva duas vantagens de se medir a molaridade em relação à concentração simples. 5. Qual a relação entre concentração comum e molaridade? 6. O que é molalidade? Quando ela deve ser usada? 7. O que é normalidade? 8. O que é concentração em partes por milhão? O que deve ser especificado quando se fala em partes por milhão? 9. O que significa dizer água oxigenada a x volumes? 10. O que significa diluir uma solução? Qual é o nome da operação inversa da diluição? 11. O que acontece com a concentração de uma solução ao diluir? Por quê? 12. O que ocorre com as quantidades dos solutos e com os volumes das soluções quando se misturam duas soluções de um mesmo soluto em um mesmo solvente? 13. Qual é o intervalo do valor da concentração final na mistura de duas soluções de um mesmo soluto? Exercícios em sala 1) Têm-se cinco recipientes contendo soluções aquosas de cloreto de sódio. É correto afirmar que: a) o recipiente 5 contém a solução menos concentrada. b) o recipiente 1 contém a solução mais concentrada. c) somente os recipientes 3 e 4 contêm soluções de igual concentração. d) as cinco soluções têm a mesma concentração. e) o recipiente 5 contém a solução mais concentrada. 3) Para preparar NH3 (aq) 6,0 M, pode-se medir 120 mL de NH3 (aq) 15 M e: a) acrescentar 100 mL de água. b) acrescentar 250 mL de água. c) acrescentar 400 mL de água. d) diluir a 200 mL com água. e) diluir a 300 mL com água. 4) Na preparação de 500 mL de uma solução aquosa de H2SO4 de concentração 3 mol/L, a partir de uma solução de concentração 15 mol/L do ácido, deve-se diluir o seguinte volume da solução concentrada: a) 10 mL b) 100 mL c) 150 mL d) 300 mL e) 450 mL Questões do sistema online SOLUÇÕES – CONCENTRAÇÕES 1) O EDTA (ácido etilenodiamino tetra-acético) é particularmente útil para exames hematológicos porque preserva os componentes celulares do sangue. É usado na forma de sal dissódico e é eficaz nas concentrações finais de 1 a 2 mg/mL de sangue. O EDTA impede a coagulação ao se ligar ao cálcio, que é essencial para o mecanismo de coagulação. Um experimentador possui 6 mg de EDTA em um tubo. Qual o volume de sangue que ele deverá acrescentar ao tubo para que a concentração final de EDTA no sangue seja de 2 mg/mL? a) 1 mL b) 2 mL c) 3 mL d) 4 mL e) 6 mL 2) Uma prática laboratorial bastante comum consiste em preparar soluções muito concentradas, denominadas soluções estoque, que precisam ser diluídas antes de serem utilizadas em procedimentos experimentais. As vantagens do preparo de uma solução estoque são: o armazenamento de volumes menores de solução e a inibição do crescimento de bactérias e fungos devido à alta concentração de soluto. Um exemplo de solução estoque é a solução aquosa de NaCl 5 mols/L. Para o uso em ensaios de análise de sequência de DNA, essa solução precisa ser diluída 100 vezes. Qual a concentração molar da solução de NaCl após diluição? a) 0,05 mol/L b) 500 mol/L c) 0,5 mol/L d) 5 mol/L e) 50 mol/L 3) Nosso suco gástrico é uma solução aquosa de HCl (ácido clorídrico) com concentração 36,5.10–2 g/L. Com base nessa informação, qual a concentração molar do ácido clorídrico no suco gástrico? (Dado: massa molar do HCl = 36,5 g/mol). a) 0,01 mol/L b) 1 mol/L c) 0,1 mol/L d) 0,001 mol/L e) 10 mol/L 2 4) Segundo dados da CETESB, deve ser decretado Estado de Emergência quando é atingida a concentração de 46 mg (46 x 10-3g) de monóxido de carbono (CO) por m3 de ar. Nessa situação são proibidas as atividades industriais e a circulação de veículos a gasolina. Qual é o número de mols de CO por metro cúbico de ar para a situação acima? (Dado: massa molar do CO = 28 g/mol). a) 46 x 10-3 b) 1,64 x 10-3 c) 28 x 10-3 d) 2 x 10-3 e) 46 5) Para uma aula prática de química, um laboratorista necessita preparar 5 litros de solução com a concentração de 0,5 mol/L de nitrato de prata (AgNO3). Qual a massa de sal que deverá ser utilizada? (Dado: Ag = 108u; N = 14u; O = 16u). a) 425g b) 850g c) 170g d) 85g e) 2,5g 6) Um analgésico em gotas deve ser ministrado em quantidades de 3 mg/Kg de massa corporal, não podendo, entretanto, exceder 200 mg por dose. Sabendo-se que cada gota contém 5 mg de analgésico, quantas gotas deverão ser ministradas a um paciente de 70 Kg? a) 20 gotas b) 30 gotas c) 40 gotas d) 41 gotas e) 42 gotas 7) Em uma proveta de 500 mL, são colocados 10 g de cloreto de potássio e água suficiente para atingir a marca do gargalo. Qual é a concentração dessa solução, em g/mL e em porcentagem de massa em volume (m/v), respectivamente? a) 0,02 g/mL e 0,02% (m/v) b) 0,02 g/mL e 0,2% (m/v) c) 0,2 g/mL e 0,2% (m/v) d) 2 g/mL e 2% (m/v) e) 0,02 g/mL e 2% (m/v) 8) A obtenção de princípios ativos a partir de plantas medicinais é um processo que envolve várias etapas. Após a obtenção das plantas, normalmente o material pode seguir três caminhos: (1) uso direto do material fresco, (2) extração de substâncias ativas ou aromáticas do material fresco ou (3) secagem do material fresco. Este último destino é o que requer mais atenção, por preservar os materiais, possibilitando o uso das plantas a qualquer tempo, dentro dos prazos normais de conservação. A extração do princípio ativo do material a fresco envolve a maceração da planta, misturando-se diferentes solventes em diferentes amostras do macerado, como, por exemplo, água, álcool ou óleo. Após esse procedimento, são feitas análises para determinar em qual amostra se encontra o princípio ativo, este é separado dos demais componentes da mistura e, a partir daí, este pode então ter sua estrutura molecular, concentração e propriedades analisadas. Você isolou uma molécula de princípio ativo e nomeou- a memorina. Para a realização de ensaios posteriores, 5 gramas de memorina foram adicionadas a 100 mL de água. Sabendo que a massa molar da memorina é 250 g/mol, qual a concentração molar da substância preparada? a) 0,2 mol/L b) 0,02 mol/L c) 0,0002 mol/L d) 0,5 mol/L e) 0,005 mol/L 9) Se 393g de um composto de massa molar 150g/mol foram usados para preparar 50mL de uma solução A, num solvente cuja densidade é 0,814g/mL e 50mL de uma solução B, usando um solvente de densidade 1,628g/mL, então a(s) a) molaridade de A é maior que a de B. b) molalidade de A é a metade da de B. c) molalidades são iguais para A e B. d) molaridade de A é o dobro da de B. e) molaridades são iguais para A e B. 10) Um indivíduo que suspeitava estar diabético dirigiu- se a um laboratório de análises clínicas. O laboratorista analisou 0,5mL do seu soro sanguíneo e encontrou 1,4 mg de glicose. Sabe-se que, até o limite de 110mg por 100mL de soro sanguíneo, o indivíduo é considerado não-diabético, Com base nos dados mencionados acima, calcule a concentração em massa de glicose, (mg/100mL) no soro sanguíneo do indivíduo e diga se ele pode, ou não, ser considerado diabético. Dados: Massas molares(g/mol): C-12, H-1, O-16 a) 110; não diabético. b) 240; diabético. c) 78;diabético. d) 280; diabético. e) 280; não diabético. 3 Concentração de soluções 1) (FUVEST) O limite máximo de “ingestão diária aceitável” (IDA) de ácido fosfórico, aditivo em alimentos, é de 5mg/Kg de peso corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo ácido fosfórico na concentração de 0,6g/L, que uma pessoa de 60Kg deve ingerir para atingir o limite máximo de IDA. 2) (UNESP/2000) Um aditivo para radiadores de automóveis é composto de uma solução aquosa de etilenoglicol. Sabendoque em um frasco de 500mL dessa solução existem cerca de 5 mols de etilenoglicol (C2H6O2), a concentração comum dessa solução, em g/L, é Massa molar C2H6O2 = 62g/mol. a) 0,010 b) 0,62 c) 3,1 d) 310 e) 620 3) (UFRN) Um aluno preparou 1 litro de solução de NaOH, da qual 250ml foram colocados em um béquer. A solução inicial e a quantidade retirada diferem quanto às a) concentração em g/L. b) densidades. c) massas de soluto. d) percentagens em massa do soluto. 4) (UNIFESP/2007) A contaminação de águas e solos por metais pesados tem recebido grande atenção dos ambientalistas, devido à toxicidade desses metais ao meio aquático, às plantas, os animais e à vida humana. Dentre os metais pesados há o chumbo, que é um elemento relativamente abundante na crosta terrestre, tendo uma concentração ao redor de 20ppm (partes por milhão). Uma amostra de 100g da crosta terrestre contém um valor médio, em mg de chumbo, igual a a) 20. b) 10. c) 5. d) 2. e) 1. 5) (UERJ/2003) Numa certa região oceânica, os níveis de mercúrio na água e nos peixes são, respectivamente, de 0,05 e 200ppb. Sabe-se que 1ppbcorresponde a 1mg por tonelada. Comparando-se pesos iguais de peixes e de água, o fator que expressa a relação entre as massas de mercúrio nos peixes e na água é: a) 4,0 X 103 b) 2,5 X 10-4 c) 2,5 X 103 d) 4,0 X 10-4 6) (UFSM-RS) O derramamento de óleo nos cursos d’água forma uma película que dificulta a absorção de oxigênio, o que provoca a destruição de algas e plânctons, prejudicando a alimentação dos peixes. De acordo com alguns órgãos ambientais, o limite máximo de óleo na água é de 30mg/L. Com base nesse parâmetro, quantos gramas de óleo poderão estar presentes em 1m3 de água, sem comprometer o ecossistema? OBS: 1 m3 = 103 L = 1.000 L 7) (PUC-Camp-SP) Tem-se um frasco de soro glicosado, a 5% (solução aquosa de 5% em massa de glicose). Para preparar 1 kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em água? 8) A análise revelou que um vinho contém 48 mL de álcool em cada caneca de 300 mL. Qual o título em volume desse vinho? E em porcentagem? 9) Qual a quantidade de soluto, em gramas, presente em 100mL de uma solução 1M de HCl? OBS: massa molar de HCl = 36,5 g 10) (UFAC) Qual a molaridade de uma solução aquosa contendo 36,5g de ácido clorídrico (HCl) dissolvidos em água até completar 2L de solução? 11) Em uma salina, determine a massa de NaCl obtida após a evaporação completa da água de 1,0 m3 de água do mar. (Na = 23, Cl = 35,5) Dado: [NaCl] no mar = 0,5 mol/L 1m3 = 1000 litros. 12) Um determinado gás poluente apresenta tolerância máxima de 2,0 . 105 mol/L em relação ao ar. Uma sala fechada de dimensões 4m X 5m X 3m (um volume de 60m3) contém 6 mols daquele gás. A tolerância foi ultrapassada? 13) Em uma emergência, um técnico de hospital preparou soro glicosilado, dissolvendo 108g de glicose em água suficiente para 2 litros de solução. Determine a concentração em mol/L de glicose no soro obtido. (MM glicose = 180 g/mol) 14) Em uma solução 0,5M de Fe2(SO4)3, calcule a concentração em mol/L em função dos íons Fe3+ e SO42- . Fe2(SO4)3 → 2Fe3+(aq) + 3SO42-(aq) 15) Calcule a concentração em mol/L de íons Al3+ em 100ml de solução 0,2 mol/L de Al2(SO4)3. Al2(SO4)3 → 2 Al3+(aq) + 3SO42-(aq) 16) (UFPE/2004) O rótulo de um frasco diz que ele contém uma solução 1,5 molar de NaI em água. Isso quer dizer que a solução contém: a) 1,5 mol de NaI/ quilograma de solução. b) 1,5 mol de NaI/ litro de solução. c) 1,5 mol de NaI/ quilograma de água. d) 1,5 mol de NaI/ litro de água. e) 1,5 mol de NaI/ mol de água. 17) (UFRN) Qual a concentração molar da glicose (C6H12O6) numa solução aquosa que contém 9g de soluto em 500mL de solução? Dados:C=12, H=1, O=16. 18) (UFSC) O uso de flúor na água para consumo doméstico é uma das medidas que reúne eficácia e baixo custo na prevenção de cárie dental. Quando na concentração 5,0 X 10-5 mol.L-1 de íons fluoreto, qual o volume de solução, em litros, que se deve ingerir para consumir uma massa de 2,85 miligramas de íons fluoreto? Massa molar de íon fluoreto = 19 g/mol. 4 19) (MACK/2007) Considere que a concentração de NaCl na água do mar é de 0,45 mol/L. A partir de 40m3 de água do mar, a quantidade máxima de NaCl que pode ser obtida é a) 26,3kg. b) 1053,0kg. c) 58,5kg. d) 18,0kg. e) 2630,0kg. 20) (UEL-PR) Para se preparar 100mL de uma solução aquosa de sal amargo (sal de Epson) de concentração 1,0 X 10-2 mol/L basta dissolver em água até o volume de 100mL uma massa de MgSO4.7H2O igual a: (Dado: massa molar do MgSO4.7H2O = 247g/mol) a) 1,0 X 10-3g b) 1,0 X 10-2g c) 0,0247g d) 0,247g e) 2,47g Questões envolvendo vários tipos de concentração 21) (UNESP/2003) Os frascos utilizados no acondicionamento de soluções de ácido clorídrico comercial, também conhecido como acido muriático, apresentam as seguintes informações em seus rótulos: solução 20% m/m (massa percentual); densidade = 1,10g/mL; massa molar = 36,50 g/mol. Com base nessas informações, a concentração da solução comercial desse ácido será: a) 7mol/L b) 6 mol/L c) 5 mol/L d) 4 mol/L e) 3 mol/L Diluição 22) (UNESP/2000) se a 6,00 mL de uma solução aquosa de CuSO4, de concentração 0,150 mol/L, for adicionada uma quantidade de água até completar 250 mL, a concentração da nova solução será: a) 0,040 mol/L b) 0,250X10-2 mol/L c) 0,650X10-2 mol/L d) 3,60X10-3 mol/L e) 9,00X10-3 mol/L 23) (UNESP/2004) Um certo suco de caju concentrado contém 25mg de vitamina C por 50mL de suco concentrado. Para ser consumido, deve ser diluído com água até que seu volume seja 5 vezes maior que o inicial. Assim, a concentração final em g.L-1 da será a) 0,01 b) 0,10 c) 0,40 d) 0,80 e) 1,00 24) (UNESP/2003) O ácido sulfúrico (H2SO4) é um líquido viscoso, muito corrosivo, oxidante e higroscópico. Além da sua utilização em baterias de automóveis, preparação de corantes, tintas e explosivos, este ácido pode ser utilizado, quando diluído adequadamente, na remoção de camadas de óxidos depositados nas superfícies de ferro e aço (decapante). A solução aquosa concentrada deste ácido apresenta densidade igual a 1,80g/mL, sendo 98% m/m (massa percentual) em H2SO4. a) Calcule a concentração, em quantidade de matéria (mol/L), da solução de ácido sulfúrico. Massa molar H2SO4 = 98g/mol. b) Para se preparar à solução aquosa de ácido sulfúrico utilizada como decapante, dilui-se 50mL da solução concentrada para um volume final de 250mL. Qual a concentração, em mol/L, que apresenta esta solução? 25) (UNESP/2005) Medicamentos, na forma de preparados injetáveis, devem ser soluções isotônicas com relação aos fluidos celulares. O soro fisiológico, por exemplo, apresenta concentração de cloreto de sódio (NaCl) de 0,9% em massa (massa do soluto por massa da solução), com densidade igual a 1,0g⋅cm–3. a) Dada a massa molar de NaCl, em g ⋅ mol–1: 58,5, qual a concentração, em mol⋅ L–1, do NaCl no soro fisiológico? Apresente seus cálculos. b) Quantos litros de soro fisiológico podem ser preparados a partir de 1L de solução que contém 27g⋅L– 1 de NaCl (a concentração aproximada deste sal na água do mar)? Apresente seus cálculos. 26) Considere que um estudante, durante certa atividade laboratorial, necessita preparar uma solução de ácido sulfúrico 3 mol/L em 0,3 L a partir da diluição de uma solução de ácido sulfúrico 10 mol/L. Nessa situação, o volume necessário para preparar a solução de ácido sulfúrico 3 mol/L seria a) 90 μL. b) 0,9 L. c) 0,09 mL. d) 0,09 L. e) 0,09 μL. RESPOSTAS Concentração de soluções 1) 0,5L 2) E 3) C 4) D 5) A 6) 30 7) 50g 8) 0,16 ou 16% 9) 3,65 g 10) 0,5 mol/L 11) 29250g ou 2925 kg 12) Não, pois a concentração molar do gás na sala é de 10-4 mol/L. 13) 0,3 mol/L 14) Fe3+ 1mol/L e SO42- é 1,5 mol/L 15) Al3+ 0,004 mol/L 16) B 17) A 18) 3L19) B 20) D Questões envolvendo vários tipos de concentração 21) B Diluição 22) D 23) B 24) a)18mol/L b) 3,6mol/L 25) a) 0,154mol/L b) 3L 26) D
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