12 Adicionaram-se 50 mL de água a 150 mL de solução 0,8 \mathrm{M} de \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}. Qual será a concentração final em mols/L?

Passo 1

Vamos entender direitinho o que o enunciado dá e o que pede. Informações fornecidas:
  • Volume inicial da solução: 150\\ \mathrm{mL}.
  • Concentração inicial da solução: 0,8\\ \mathrm{M} (mols por litro) de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4.
  • Adicionaram-se 50\\ \mathrm{mL} de água (solvente puro).
    Pergunta do problema:
  • Qual será a concentração final (em mols/L, isto é, em \mathrm{M}) da solução de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 após a adição de água?

Passo 2

Conceito importante que vamos usar (explicado passo a passo):
  • Molaridade é definida por \displaystyle M=\frac{n}{V}, onde:
    • M é a molaridade em \mathrm{mol/L},
    • n é o número de mols do soluto,
    • V é o volume da solução em litros.
  • Ao adicionar água, não se altera a quantidade de soluto ( n permanece a mesma); altera-se apenas o volume V. Por isso os mols se conservam e vale: n_1=n_2 \quad\Longrightarrow\quad M_1 V_1 = M_2 V_2,onde o índice 1 refere-se ao estado inicial e 2 ao final. Essa é a fórmula de diluição.

Passo 3

Converter volumes para litros (porque molaridade usa litros):
  • 150\\ \mathrm{mL}=0,150\\ \mathrm{L}.
  • 50\\ \mathrm{mL}=0,050\\ \mathrm{L}.
    Volume final:
V_2 = 0,150\\ \mathrm{L} + 0,050\\ \mathrm{L} = 0,200\\ \mathrm{L}.

Passo 4

Calcular o número de mols de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 presentes inicialmente, usando n=M_1 V_1:
n = 0,8\\ \mathrm{M} \times 0,150\\ \mathrm{L} = 0,120\\ \mathrm{mol}.
Explicando a conta: 0,8\times0,150=0,120.

Passo 5

Calcular a concentração final usando M_2=\dfrac{n}{V_2}:
M_2 = \frac{0,120\\ \mathrm{mol}}{0,200\\ \mathrm{L}} = 0,6\\ \mathrm{M}.
Explicando a conta: dividir 0,120 por 0,200 0,6.

Passo 6

Verificação alternativa (mesma fórmula de diluição):
M_2=\frac{M_1 V_1}{V_2}=\frac{0,8\times0,150}{0,200}=\frac{0,120}{0,200}=0,6\\ \mathrm{M},
confirma o resultado.

Passo 7

Observação didática extra (útil para provas): se a pergunta pedisse a concentração de íons \mathrm{H}^+, lembrar que \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 é ácido diprótico (pode liberar até 2 H+ por molécula). Em aproximação de dissociação completa, [\mathrm{H}^+]\approx 2\times[\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4]=2\times0,6=1,2\\ \mathrm{M}. Porém, a segunda dissociação nem sempre é totalmente completa em todas as concentrações — então trate isso com cuidado conforme o contexto da prova.

Resposta

0,6\\ \mathrm{M}

Exercícios relacionados