21- 200 mL de solução 5 molar de ácido nítrico foram diluídos com água destilada, até a obtenção de uma solução 2 molar. Qual o volume da solução final?
Passo 1
O enunciado pergunta qual é o volume da solução final depois de diluir água em uma solução de ácido nítrico. Informações fornecidas:
- Volume inicial:
. - Concentração inicial (molaridade):
. - Concentração final desejada:
.
O que se pede: determinar o volume finalda solução após a diluição.
Passo 2
Conceito-chave (explicação didática): molaridade é a razão entre o número de mols de soluto e o volume da solução em litros. Em fórmula:
onde:
-
é a molaridade em , -
é o número de mols do soluto, -
é o volume da solução em litros.
Como a diluição só adiciona solvente (água) e não cria nem destrói ácido nítrico, o número de mols do soluto antes (
) é igual ao número de mols depois (
). Portanto:
Explicando as variáveis nesta igualdade:
-
e são molaridade e volume iniciais, -
e são molaridade e volume finais (procurados), - todos os volumes em litros para que as unidades sejam consistentes.
Passo 3
Converter o volume inicial para litros, porque a molaridade está em
:
Observação prática: erro comum é usar mL diretamente na fórmula
quando
está em mol·L^{-1}; sempre usar litros.
Passo 4
Isolar
na relação de conservação de mols:
Agora substituir os valores (usando
em litros):
Passo 5
Fazer a conta passo a passo:
então
Converter para mililitros, se preferir:
Passo 6
Interpretação e dica para prova: o volume final é
(ou
). Volume de água adicionado foi
. Sempre verificar unidades (litros) antes de aplicar
. Exemplo rápido para treinar: se tivesse
de
e quisesse
, então
.