O ácido nítrico à 10^circ C possui massa específica rho=1,531 g / cm^3, enquanto uma solução aquosa contendo 40 % em peso de HNO3 possui uma massa específica de 1,256 g / cm^3. Você precisa de uma quantidade de solução igual a 40 % que contenha exatamente 31,5 g de HNO3.
i. Calcule o volume requerido em litros de solução a 40 % em peso de HNO3.
ii. Suponha que você não conhece o valor da massa específica da solução de ácido nítrico. Recalcule o item anterior a partir da consideração de aditividade dos volumes dos componentes da solução.

Passo 1

Beleza, a questão é sobre soluções e densidade. A gente tem:
  • Ácido nítrico puro (100 % HNO₃) com ρ = 1,531 g/cm³
  • Solução 40 % em massa de HNO₃ com ρ = 1,256 g/cm³
  • Queremos preparar essa solução 40 % de modo que ela contenha exatamente 31,5 g de HNO₃.
O que vamos usar:
  • Fração em massa: çã.
  • Densidade: .
  • No item ii, vamos ainda usar a ideia de aditividade de volumes: o volume final é soma dos volumes dos componentes.

Passo 2

Calcular a massa total da solução 40 %.
A fração em massa de HNO₃ é 40 %, ou seja
w = 0,40 = mrm HNO3mrm solução çã
Queremos mrm solução = mrm HNO30,40 = 31,50,40 =78,75 g g, então
çã

Passo 3

Transformar essa massa de solução em volume usando a densidade da solução 40 %.
A densidade é V = mrm soluçãorho = 78,75 g1,256 g/cm^3 approx62,7 cm^3 g/cm³, logo
V approx 62,7 cm^3 times 1 L1000 cm^3 =0,0627 L çã
Convertendo pra litros:

Passo 4

Agora, sem usar a densidade da solução (item ii): considera aditividade de volumes.
  1. Calcula a massa de água que vai na solução:
mrm H2O = mrm solução - mrm HNO3 =78,75 - 31,5 =47,25 g çã
  1. Volume de HNO₃ puro:
Vrm HNO3 = mrm HNO3rhorm HNO3 = 31,51,531 approx20,58 cm^3
  1. Volume de água (densidade da água ≈1,00 g/cm³):
Vrm H2O = mrm H2O1,00 =47,25 cm^3
  1. Volume total pela soma:
Vrm total =Vrm HNO3+Vrm H2O =20,58+47,25 =67,83 cm^3 approx0,0678 L

Resposta

i) 0,0627 L de solução 40 %
ii) 0,0678 L de solução (pela aditividade de volumes)

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