Exercícios Resolvidos de Cálculo de concentrações

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Enunciado

Uma solução aquosa de ácido sulfúrico contendo 571,6g de H 2 S O 4 por litro de solução tem densidade de 1,329   g / c m 3 . Calcule:

a) a porcentagem em massa;

b) a fração em quantidade de matéria;

c) a molalidade;

d) concentração em quantidade de matéria de H 2 S O 4 nessa solução.

Passo 1

a) Para calcular a porcentagem em massa, precisamos da massa de H 2 S O 4 (que o problema dá), e a massa total de solução (que precisamos calcular!).

Como tempos 571,6g de ácido em 1 litro de solução, vamos usar esse 1 litro para calcular a porcentagem em massa.

Para calcular a massa de 1 litro de solução, precisamos da densidade!

1,329 g - 1   c m 3 = 1   m L

x   g - 1000   m L

x = 1329 g

Ou seja, a massa total de solução é 1329g.

F r a ç ã o   m á s s i c a   d e   H 2 S O 4 = 571,6 g 1329 g = 0,43

P o r c e n t a g e m   e m   m a s s a = 43 %  

Passo 2

b) Como a fração molar é calculada por:

f r a ç ã o   m o l a r   d e   s o l u t o = m o l s   d e   s o l u t o n ú m e r o   d e   m o l s   t o t a l   e m   s o l u ç ã o

Precisamos calcular o número de mols total em solução!

Para 1 L de solução, temos:

1329   g ⏟ m a s s a   t o t a l   d e   s o l u ç ã o - 571,6   g ⏟ m a s s a   d e   H 2 S O 4 = 757 , 4   g   d e   á g u a

Usando a massa molar da água,

n H 2 O = 757,4 g 18 g / m o l = 42,07   m o l   d e   á g u a

n H 2 S O 4 = 571,6 g 98 g / m o l = 5,83   m o l   d e   H 2 S O 4

n t o t a l = 47,9   m o l s

Assim, a fração molar do ácido vai ser:

f r a ç ã o   m o l a r   d o   H 2 S O 4 = 5,83 m o l 47,9   m o l = 0,12

Passo 3

c) A molalidade é calculada por:

m o l a l i d a d e   d e   u m a   s o l u ç ã o = q u a n t i d a d e   d e   m a t é r i a   d o   s o l u t o q u i l o g r a m a s   d o   s o l v e n t e

Já sabemos as massas e os números de mol em 1 L de solução, então vamos usar esses dados, encontrados em (b)!

571,6 g   d e   H 2 S O 4 = 5,83   m o l - 757,4   g   d e   H 2 O

x   m o l   d e   H 2 S O 4 - 1000 g   d e   H 2 O

x = 7,7   m o l s   d e   H 2 S O 4

Passo 4

d) Agora, precisamos calcular a molaridade dessa solução!

Já calculamos a quantidade de mols de H 2 S O 4 em um mol de solução, não foi?

Então...

M o l a r i d a d e = 5,83   m o l s   d e   H 2 S O 4 1   L   d e   s o l u ç ã o

A molaridade, então, é 5,83 M.

Resposta

a) 43%

b) 0,12

c) 7,7 mols de H 2 S O 4 / k g   d e H 2 O

d) 5,83 M.

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