O ácido perclórico quente é um poderoso (e potencialmente explosivo) reagente usado para decompor material orgânico e dissolvê-lo para análises químicas posteriores.
(a) Quantos gramas de ácido perclórico, \mathrm{HClO}_{4}, estão contidos em 100,0 \mathrm{~g} de uma solução aquosa de ácido perclórico a 70,5 \% \mathrm{p} / \mathrm{p} ?
(b) Quantos gramas de água estão presentes nessa mesma solução?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  1. (a) Quantos gramas de ácido perclórico, \mathrm{HClO}_{4}, estão contidos em 100,0\\ \mathrm{g} de uma solução aquosa de ácido perclórico a 70,5\% p/p.
  2. (b) Quantos gramas de água estão presentes nessa mesma solução.
Informações dadas:
  • Massa da solução: 100,0\\ \mathrm{g}.
  • Concentração em massa (percentagem massa/massa): 70,5\% (ou seja, 70,5\% de toda a massa da solução é \mathrm{HClO}_{4}).

Passo 2

Conceito e fórmula que vamos usar (explicação didática):
  • A percentagem em massa p/p significa que
\text{percentagem em massa} = \frac{\text{massa do soluto}}{\text{massa da solução}}\times 100\%.çã
Aqui, o “soluto” é \mathrm{HClO}_{4} e a “solução” é a mistura de \mathrm{HClO}_{4} + água.
  • Para achar a massa do soluto isolamos “massa do soluto” na fórmula:
\text{massa do soluto} = \frac{\text{percentagem em massa}}{100\%}\times \text{massa da solução}.çã
Cada símbolo significa:
  • \text{percentagem em massa}: número dado em \% (aqui 70,5\%);
  • \text{massa da solução}çã: massa total da solução (aqui 100,0\\ \mathrm{g});
  • \text{massa do soluto}: o que queremos achar (massa de \mathrm{HClO}_{4}).

Passo 3

Cálculo da massa de \mathrm{HClO}_{4} usando a fórmula:
\text{massa de }\mathrm{HClO}_{4} = \frac{70,5\%}{100\%}\times 100,0\\ \mathrm{g}.
Resolver passo a passo: primeiro convertemos a percentagem em fração decimal:
\frac{70,5\%}{100\%}=0,705.
Agora multiplicamos:
0,705\times 100,0\\ \mathrm{g}=70,5\\ \mathrm{g}.
Portanto, a massa de \mathrm{HClO}_{4} presente na solução é 70,5\\ \mathrm{g}.

Passo 4

Cálculo da massa de água na solução (explicação didática):
  • A solução é formada por \mathrm{HClO}_{4} + água. Assim, a massa de água é a massa total menos a massa do soluto.
  • Fórmula:
\text{massa de água} = \text{massa da solução} - \text{massa de }\mathrm{HClO}_{4}.áçã
Substituindo os valores:
\text{massa de água} = 100,0\\ \mathrm{g} - 70,5\\ \mathrm{g}.á
Fazendo a subtração:
100,0\\ \mathrm{g} - 70,5\\ \mathrm{g} = 29,5\\ \mathrm{g}.

Passo 5

Observação sobre algarismos significativos (para escrever a resposta corretamente):
  • A massa da solução foi dada como 100,0\\ \mathrm{g} (quatro algarismos significativos).
  • A percentagem 70,5\% tem três algarismos significativos.
  • O resultado deve refletir a precisão do dado menos preciso; portanto, usar três algarismos significativos aqui é apropriado.
  • Já obtivemos os valores com essa precisão: 70,5\\ \mathrm{g} e 29,5\\ \mathrm{g}.

Resposta

70,5\\ \mathrm{g} de \mathrm{HClO}_{4}
29,5\\ \mathrm{g} de água

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