19- Considerando um frasco de 1L de ácido fosfórico (
) de porcentagem massa/massa igual a
e densidade de
, determine:
a) a molaridade desta solução;
b) o volume deste ácido que deverá ser pipetado para preparar 500 mL de solução
a) a molaridade desta solução;
b) o volume deste ácido que deverá ser pipetado para preparar 500 mL de solução
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede (sem resolver ainda).
-
Dados fornecidos:
- Porcentagem massa/massa do ácido fosfórico:
(ou seja, em massa). - Densidade da solução:
. - Volume do frasco:
(a solução considerada tem esse volume). - Para a parte (b): deseja-se preparar
de solução com concentração .
- Porcentagem massa/massa do ácido fosfórico:
-
Perguntas:
a) Determinar a molaridade dessa solução comercial de ácido fosfórico.
b) Determinar o volume dessa solução comercial que deve ser pipetado para prepararde solução .
Passo 2
Entendimento das grandezas e estratégias (fórmulas que serão usadas, explicadas de forma didática).
-
O que é porcentagem massa/massa
: é a massa do soluto dividida pela massa da solução, vezes 100. Em símbolos: Então se a solução ém/m, isso significa que em cada de solução há de . -
O que é densidade:
. Aqui está em , e . Assim, conhecendo o volume (1 L = 1000 mL), podemos achar a massa total da solução. -
O que é molaridade
: é o número de mols de soluto por litro de solução: Para obter mols de soluto usamos a relação: -
Para a diluição (parte b) usamos a conservação de mols: ao diluir, o número de mols de soluto antes e depois é o mesmo. Daí a fórmula prática:onde
referem-se à solução-concentrada (composição comercial) e à solução diluída desejada.
Passo 3
Calcular a massa da solução contida em
usando a densidade.
- Converter unidades e aplicar densidade:
A densidade é . Então a massa da solução de volume é Interpretação: 1 litro dessa solução pesa .
Passo 4
Calcular a massa de
presente nesses
de solução usando a porcentagem m/m.
- A solução é
m/m, então a massa do soluto é Interpretação: em 1 L de solução há de .
Passo 5
Calcular o número de mols de
contidos nesses
. Primeiro, determinar a massa molar de
.
-
Massa atômica aproximada (valores usados):
- Hidrogênio:
(cada H) - Fósforo:
- Oxigênio:
(cada O)
- Hidrogênio:
-
Massa molar de
: -
Agora os mols:Explicação: divide-se a massa em gramas pela massa de um mol em gramas para obter quantos mols existem.
Passo 6
Calcular a molaridade
da solução comercial (parte a).
- Definição:
.
Aqui usamos o volume escolhido, então Para apresentação usual, arredondamos para um número com três algarismos significativos:
Passo 7
Determinar o volume dessa solução comercial que precisa ser pipetado para preparar
(
) de solução
(parte b).
- Usamos a equação de diluição (conservação de mols):
Tomando (solução concentrada calculada), e , isolamos : Calculemos: Converter para mililitros: Interpretação prática: deve-se pipetar cerca de da solução comercial e completar até com água para obter .
Passo 8
Observações práticas e cuidado experimental.
- Sempre que for pipetar um volume pequeno de ácido concentrado, usar EPIs (luvas, óculos) e proceder sob capela, porque ácido fosfórico concentrado é corrosivo.
- Na preparação real, recomenda-se adicionar o ácido à água (nunca o contrário) para evitar aquecimento local excessivo.
- Os arredondamentos foram feitos considerando 3 algarismos significativos; se desejar mais precisão, mantenha mais casas decimais nas contas intermediárias.
Resposta
a)
\n
b)
b)