25- Misturando-se 100 mL de ácido sulfúrico, de densidade
que contém
de
em massa, com 500 mL de solução
do mesmo ácido, calcule a molaridade da solução obtida.
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte (listei exatamente os dados que estão no enunciado):
- Volume da primeira solução:
. - Densidade dessa primeira solução:
. - Teor em massa de
na primeira solução: (fração mássica). - Segunda solução:
de solução de com concentração . - Pergunta: calcular a molaridade da solução obtida após mistura das duas soluções.
Observação importante que vamos usar ao resolver: considera-se volumes aditivos (volume final
), que é o procedimento padrão em exercícios desse tipo.
Passo 2
Calcular a massa total da primeira solução a partir do volume e da densidade.
Fórmula usada e significado dos símbolos:
onde
é a massa da solução em gramas,
é a densidade em
e
é o volume em
.
Aplicando os números:
Explicação curta: multiplicou-se a densidade pelo volume para obter quantos gramas de solução existem nos
.
Passo 3
Calcular a massa de
presente na primeira solução usando a porcentagem em massa.
Fórmula:
onde
é a fração mássica (no caso
).
Aplicando:
Explicação: multiplicou-se a massa total da solução pela fração mássica para obter a massa de soluto (ácido) na amostra.
Passo 4
Converter a massa de
em mols usando a massa molar.
Massa molar (cálculo rápido):
tem
H (
),
S (
) e
O (
); somando dá aproximadamente
.
Fórmula:
onde
é o número de mols,
a massa em gramas e
a massa molar em
.
Aplicando:
Explicação: divide-se a massa do soluto pela massa de uma mole do soluto para obter quantas moles existem.
Passo 5
Calcular os mols de
fornecidos pela segunda solução (a de concentração conhecida).
Fórmula de definição de molaridade:
onde
é a concentração em
e
o volume em litros. Observação: é preciso converter mL para L dividindo por
.
Converter volume:
Aplicando:
Explicação: molaridade vezes volume em litros dá número de mols presentes.
Passo 6
Somar os mols de
das duas porções para obter o total de mols na mistura:
Passo 7
Calcular o volume final da mistura e a molaridade final.
Volume total (assumindo volumes aditivos):
Definição de molaridade final
:
Aplicando:
Passo 8
Arredondamento e apresentação do resultado final com número razoável de algarismos significativos (os dados iniciais têm tipicamente 3 ou 4 algarismos significativos; apresento com três algarismos significativos):
Pequena motivação final: mandou bem de trazer essa questão — misturas e conversões entre massa, volume, porcentagem e molaridade são clássicas na prova. Lembre-se do fluxo: (i) converter volume→massa quando há densidade; (ii) usar porcentagem para massa de soluto; (iii) massa→mols com massa molar; (iv) para soluções diluídas, somar mols e dividir pelo volume total em litros para achar molaridade.