07 (FMMT-MT) Um estudante de química foi solicitado para preparar 250 mL de uma solução molar de ácido clorídrico. No rótulo do ácido clorídrico encontram-se as informações
; porcentagem do ácido = 36% Determine o volume de solução inicial de ácido, bem como o volume de água utilizado nesta diluição.
Dados:
Dados:
Passo 1
O enunciado pede para preparar
de uma solução de ácido clorídrico com concentração
(ou seja,
). As informações fornecidas no rótulo do ácido concentrado são:
- densidade:
(lembre que ); - porcentagem de ácido (massa por massa):
(ou seja, de HCl por de solução); - massas atômicas dadas:
e .
O que se pede:
- volume da solução concentrada de HCl que contém a quantidade necessária de soluto;
- volume de água a adicionar nessa diluição (assumindo aqui que o volume final desejado é exatamente
).
Passo 2
Primeiro: calcular quantos mols de HCl são necessários. A definição de molaridade é:
onde
é a molaridade em
,
é o número de mols e
é o volume em litros. Rearranjando:
Aqui
e
. Logo:
Significado: precisa-se de
mol de HCl puro para obter
de solução
.
Passo 3
Converter mols em massa de HCl puro usando a massa molar. A massa molar de HCl é a soma das massas atômicas:
A massa necessária de HCl puro é
Explicação: isso significa que, para ter
mol de HCl, é preciso
de HCl puro.
Passo 4
A solução comercial tem
em massa de HCl. Isso quer dizer que em cada
de solução há
de HCl puro. Se precisa-se de
de HCl puro, a massa de solução concentrada necessária é obtida por:
Interpretação: é preciso
da solução comercial para fornecer
de HCl puro.
Passo 5
Converter a massa da solução concentrada em volume usando a densidade. Densidade é definida por:
onde
é em
(ou
),
em gramas e
em
. Rearranjando:
Aqui
e
. Logo:
Arredondando razoavelmente (três algarismos significativos), toma-se
Passo 6
Calcular o volume de água a adicionar. Assumindo que o volume final desejado é
e que usamos
da solução concentrada, o volume de água a acrescentar é:
Observação prática (importante para o laboratório): ao preparar diluições de ácidos fortes, sempre adicionar o ácido à água e não o contrário, e fazer isso com calma e em recipiente apropriado para evitar respingos e aquecimento local.
Passo 7
Cheque rápido (verificação de consistência): massa de solução usada
. HCl presente =
. Mols =
. Concentração final =
. Está consistente.
Resposta
Volume da solução concentrada de HCl a usar:
Volume de água a adicionar:
Volume de água a adicionar: