O ácido fosfórico (H3PO4) vendido no comércio (densidade 1.6 g cm-3) é uma solução contendo 85% em massa do H3PO4 (massa molar = 100 g.mol-1). Certa empresa, fabricante de refrigerantes do tipo cola, necessita de 2,72 litros de uma solução 0.1 mol.L-1 desse composto. Como a empresa deve proceder para preparar a solução de que necessita?
A) Tomar 20 mL da solução a 85% e dilui-la até o volume de 2,72 litros.
B) Tomar 50 mL da solução a 85% e dilui-la até o volume de 2,72 litros.
C) Tomar 80 mL da solução a 85% e dilui-la até o volume de 2,72 litros.
D) Tomar 5 litros da solução a 85% e concentrá-la até o volume de 2,72 litros.
E) Tomar 3 litros da solução a 85% e concentrá-la até o volume de 2,72 litros.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre diluição de soluções, que é um assunto de química importante. Precisamos preparar 2,72 litros de uma solução de ácido fosfórico (H₃PO₄) com uma concentração de 0,1 mol/L usando uma solução concentrada que tem 85% em massa de H₃PO₄ e densidade de 1,6 g/cm³. Vamos descobrir qual das alternativas está correta.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa uma concentração de 0,1 mol/L. Isso quer dizer que em cada litro da nossa solução final, temos 0,1 mol de H₃PO₄. Como precisamos de 2,72 litros, vamos calcular quantos mols de H₃PO₄ serão necessários no total:
Quantidade de mols = Concentração times Volume = 0,1 , mol/L times 2,72 , L = 0,272 , mol çã

Passo 3

Agora, sabemos que cada mol de H₃PO₄ pesa 100 g (massa molar = 100 g/mol). Vamos calcular a massa total de H₃PO₄ necessária:
Massa de H3PO4 = 0,272 , mol times 100 , g/mol = 27,2 , g

Passo 4

A solução concentrada que temos é 85% em massa de H₃PO₄, o que significa que em 100 g dessa solução, temos 85 g de H₃PO₄. Para encontrar a massa de solução concentrada que contém 27,2 g de H₃PO₄, usamos a regra de três:
85 , g H3PO4100 , g solução = 27,2 , g H3PO4x , g solução çãçã
Resolvendo para $ x $:
x

Passo 5

Sabemos que a densidade da solução concentrada é 1,6 g/cm³. Vamos converter a massa da solução para volume usando a fórmula:
Volume = MassaDensidade = 32 , g1,6 , g/cm^3 = 20 , cm^3 = 20 , mL

Resposta

A opção correta é a A) Tomar 20 mL da solução a 85% e diluí-la até o volume de 2,72 litros.

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