O ácido sulfúrico concentrado tem a densidade de
e é
em massa de
. Qual é a sua concentração em mol/L?
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados e pede uma coisa concreta:
- Densidade do ácido sulfúrico concentrado:
. - Composição em massa:
em massa de (ou seja, a fração mássica do soluto é ). - Pergunta: qual é a concentração em mol por litro (mol/L) desse ácido concentrado?
Passo 2
Estratégia (explicando o que é concentração molar de um jeito prático):
- A concentração molar (molaridade)
é definida por
onde
é o número de mols do soluto e
é o volume da solução em litros.
- Uma forma prática de calcular é considerar exatamente
da solução. Assim e
Ou seja, basta achar quantos mols de
existem em
da solução. Vou então:
- calcular a massa de
de solução usando a densidade; - calcular a massa de
nessa massa total usando ; - converter essa massa de
em mols dividindo pela massa molar.
Passo 3
Converter densidade para massa de
:
- Lembrando que
e . - A massa de
da solução é
(Interpretação: um litro dessa solução pesa
.)
Passo 4
Calcular a massa de
presente em
:
- Como é
em massa, a massa do soluto em é
(Interpretação: de cada
de solução,
são
.)
Passo 5
Calcular a massa molar da molécula
e explicar:
- A massa molar (massa de um mol) soma as massas atômicas:
- Hidrogênio:
(cada átomo). Há H. - Enxofre:
. - Oxigênio:
. Há O.
- Hidrogênio:
- Portanto a massa molar
é
(Isto significa que cada mol de
pesa aproximadamente
.)
Passo 6
Calcular o número de mols de
em
:
- A relação é
- Fazendo a divisão obtemos aproximadamente
(Como
, este
já é numericamente a molaridade.)
Passo 7
Concluir a molaridade e comentar sobre algarismos significativos:
- A concentração é, portanto,
- Em função dos dados (por exemplo
tem três algarismos significativos, tem dois), é razoável apresentar o resultado com duas ou três algarismos significativos; por exemplo é uma boa forma arredondada.