O ácido acético tem uso na indústria alimentícia como conservante e na culinária, e também em diversas aplicações industriais, como a fabricação de plásticos, tintas, produtos farmacêuticos e produtos de limpeza para remover incrustações de calcário. Apresente os cálculos necessários para preparar 500 mL de solução de ácido acético na concentração 0,250 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}, a partir do ácido acético glacial que apresenta densidade de 1,05 \mathrm{~g} / \mathrm{mL} e pureza de 99 \% em massa.

Passo 1

O que o problema pede: preparar 500\\ \mathrm{mL} de solução de ácido acético com concentração \,0,250\\ \mathrm{mol}\,\mathrm{L}^{-1} usando ácido acético glacial de densidade 1,05\\ \mathrm{g}\,\mathrm{mL}^{-1} e pureza 99\% em massa.
Dados fornecidos (copiados do enunciado):
V_{\text{solução}} = 500\\ \mathrm{mL} = 0,500\\ \mathrm{L}çã
c = 0,250\\ \mathrm{mol}\,\mathrm{L}^{-1}
d_{\text{glacial}} = 1,05\\ \mathrm{g}\,\mathrm{mL}^{-1}
\text{pureza} = 99\% = 0,99\\ (\text{fração em massa})çã
O objetivo prático final: determinar a massa de ácido acético puro necessária e a massa (ou volume) de ácido acético glacial a pipetar.

Passo 2

Entendendo e calculando a quantidade de matéria (mol): o conceito de molaridade diz que a concentração molar c é o número de mols n por litro de solução V:
c=\frac{n}{V}
Isolando n temos:
n=c\cdot V
Substituindo os valores dados:
n = 0,250\\ \mathrm{mol}\,\mathrm{L}^{-1}\times 0,500\\ \mathrm{L}=0,125\\ \mathrm{mol}.
Explicação rápida: precisamos de 0,125 mol de ácido acético na solução final.

Passo 3

Converter mols em massa: para converter moles em gramas usamos a massa molar (massa de um mol da substância). A fórmula do ácido acético é \mathrm{CH_3COOH} (ou \mathrm{C_2H_4O_2}). Calculamos a massa molar somando as massas atômicas:
M_{\mathrm{CH_3COOH}}=2\cdot 12{,}01 + 4\cdot 1{,}008 + 2\cdot 16{,}00 = 60{,}05\\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}.
A relação entre massa m, quantidade de matéria n e massa molar M é:
m = n\cdot M.
Substituindo:
m = 0,125\\ \mathrm{mol}\times 60{,}05\\ \mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}=7{,}50625\\ \mathrm{g}.
Arredondando de forma prática para bancada (duas casas decimais): m\approx 7{,}51\\ \mathrm{g} de ácido acético puro.

Passo 4

Ajuste pela pureza do reagente: o ácido acético glacial não é 100% puro; apenas 99\% da sua massa é ácido acético. Seja m_{\text{glacial}} a massa de líquido que precisamos pes ar. Então:
\text{pureza}=\frac{m\\ (\text{ácido puro})}{m_{\text{glacial}}}á
Isolando m_{\text{glacial}}:
m_{\text{glacial}}=\frac{m}{\text{pureza}}=\frac{7{,}50625\\ \mathrm{g}}{0{,}99}=7{,}58106\\ \mathrm{g}.
Arredondando para bancada: m_{\text{glacial}}\approx 7{,}58\\ \mathrm{g}.
Explicação: como cada grama do glacial contém só 0{,}99 g de ácido acético, precisamos um pouco mais do que a massa pura calculada.

Passo 5

Converter massa do glacial em volume usando a densidade: a densidade relaciona massa e volume por
d=\frac{m}{V}\quad\Rightarrow\quad V=\frac{m}{d}.
Aplicando para o glacial:
V_{\text{glacial}}=\frac{7{,}58106\\ \mathrm{g}}{1{,}05\\ \mathrm{g}\,\mathrm{mL}^{-1}}=7{,}2191\\ \mathrm{mL}.
Arredondando para uma medida prática de pipeta: V_{\text{glacial}}\approx 7{,}22\\ \mathrm{mL}.
Explicação: a densidade diz quantos gramas cabem num mililitro; dividindo a massa necessária pela densidade obtemos o volume que devemos medir.

Passo 6

Instrução prática de preparo (resumo do procedimento e checagem): medir com precisão cerca de 7{,}22\\ \mathrm{mL} de ácido acético glacial (usar pipeta ou bureta adequada), transferir para um balão volumétrico de 500\\ \mathrm{mL} parcialmente cheio de água destilada e completar até a marca de 500\\ \mathrm{mL}. Homogeneizar. Se quiser fazer checagem rápida do rendimento, você pode recalcular a concentração usando a massa real adicionada e confirmar que dá aproximadamente 0,250\\ \mathrm{mol}\,\mathrm{L}^{-1}.

Resposta

m_{\text{ácido puro}}=7{,}51\\ \mathrm{g}á
V_{\text{ácido glacial a pipetar}}=7{,}22\\ \mathrm{mL}á

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