8- O ácido fosfórico, H3PO4, é utilizado na fabricação de fertilizantes e é adicionado a alguns refrigerantes. Comercialmente, ele é vendido na forma de uma solução concentrada contendo 85 \% em massa e densidade 1,71 \mathrm{~g} \mathrm{~mL}-1. Qual o volume dessa solução necessário para preparar 50,0 \mathrm{~mL} de uma solução 0,1 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}-1 ?

Passo 1

O enunciado pede o volume de solução concentrada de ácido fosfórico \mathrm{H_3PO_4} de massa percentual 85\% e densidade 1,71\,\mathrm{g\,mL^{-1}} necessário para preparar 50{,}0\,\mathrm{mL} de solução 0{,}1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}. Para resolver, vamos calcular:
  1. o número de mols de \mathrm{H_3PO_4} necessários;
  2. a massa correspondente de \mathrm{H_3PO_4};
  3. a massa de solução concentrada que contém essa massa de soluto (usando 85\% em massa);
  4. o volume dessa solução (usando a densidade).

Passo 2

Calcular o número de mols de \mathrm{H_3PO_4} em 50{,}0\,\mathrm{mL} de solução 0{,}1\,\mathrm{mol\,L^{-1}}:
n = C \times V = 0{,}1\,\mathrm{mol\,L^{-1}} \times 0{,}0500\,\mathrm{L} = 0{,}00500\,\mathrm{mol}.

Passo 3

Converter o número de mols em massa de \mathrm{H_3PO_4} usando massa molar M = 98,0\,\mathrm{g\,mol^{-1}}:
m_{\mathrm{H_3PO_4}} = n \times M = 0{,}00500\,\mathrm{mol} \times 98{,}0\,\mathrm{g\,mol^{-1}} = 0{,}490\,\mathrm{g}.

Passo 4

Determinar a massa de solução concentrada que contém 0{,}490\,\mathrm{g} de soluto, sabendo que ela é 85\% em massa:
m_{\text{solução}} = \frac{m_{\mathrm{H_3PO_4}}}{0{,}85} = \frac{0{,}490\,\mathrm{g}}{0{,}85} = 0{,}5765\,\mathrm{g}.çã

Passo 5

Calcular o volume dessa massa de solução usando densidade \rho = 1{,}71\,\mathrm{g\,mL^{-1}}:
V = \frac{m_{\text{solução}}}{\rho} = \frac{0{,}5765\,\mathrm{g}}{1{,}71\,\mathrm{g\,mL^{-1}}} \approx 0{,}337\,\mathrm{mL}.çã

Resposta

O volume de solução concentrada necessário é aproximadamente 0{,}34\,\mathrm{mL}.

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