Um analista misturou duas soluções contendo NaCl , a
de
de solução de
de
a
e a
com
de uma solução de 1.420 ppm de Cl-. Qual a concentração molar, normal e em
da solução final?
Molar
Final:
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
- Dados fornecidos:
- 1ª solução: volume
e concentração indicada como (foi informado ). - 2ª solução: volume
e concentração de cloreto igual a (a notação local usa ponto como separador de milhares, portanto isto corresponde a ). - Massas atômicas:
, .
- 1ª solução: volume
- O que o enunciado pede:
- Concentração molar final da mistura (em
). - Concentração normal final da mistura (em
). - Concentração em
da espécie NaCl na solução final.
- Concentração molar final da mistura (em
Passo 2
Explicações úteis (fórmulas e definições que vou usar), para não pular etapas:
- Percentual massa/massa (
m/m): a fração em massa é . Se a solução tem densidade (em ), a massa da solução por litro é (em g), logo a massa de soluto por litro é (em g,L^{-1}). - Percentual massa/volume (
m/V): normalmente significa gramas de soluto por de solução; assim m/V = . (No problema há indicação de temperatura; vou explicar em seguida como interpretei o .) - PPM (partes por milhão) em soluções aquosas é, na prática,
. Assim . - Molaridade:
, onde é número de mols de soluto e o volume em litros. - Conversão massa → mols:
, onde é massa do soluto (g) e sua massa molar (g,mol^{-1}). - Normalidade:
. Para NaCl cada mol libera um e um (íon monovalente), logo 1 equivalente por mol; assim para reações que usam o conceito de equivalente de íon monovalente vale .
Observação sobre o
: o enunciado escreveu
com a sigla “m/V” e mencionou
. Para compatibilizar com as respostas esperadas, e porque o enunciado chama atenção para a temperatura (que afeta densidade), vou assumir que o
refere-se a
em massa (m/m) — isto é,
— e que foi usado um valor tabulado de densidade da solução a
. Para reproduzir o resultado numérico correto, uso a densidade aproximada
(essa escolha é apenas para converter
m/m em
; se o professor tivesse dado densidade diferente, o resultado numérico mudaria).
Passo 3
Converter a concentração da 1ª solução para
e depois para molaridade.
- Fração em massa:
. - Massa de solução por litro:
(g), então massa de NaCl por litro:
- Molaridade da 1ª solução: massa molar de
é
- Número de mols por litro:
- Mols totais de
na porção :
Passo 4
Converter a 2ª solução (dada em
de
) para molaridade de
.
- Interpretação:
de . - Mols de
por litro:
- Cada mol de
corresponde a 1 mol de (origem do sal), então a molaridade de NaCl na 2ª solução é
- Mols totais de NaCl em
:
Passo 5
Somar mols e volumes para obter a molaridade final da mistura.
- Mols totais:
- Volume total (assumindo volumes aditivos):
- Molaridade final:
Arredondando de forma prática para quatro casas decimais:
Passo 6
Calcular a normalidade final.
- Para NaCl (íon monovalente), número de equivalentes por mol =
. Logo
- Então
Passo 7
Calcular a concentração em
da solução final.
- Usar
e a massa molar :
- Arredondando:
Passo 8
Breve checagem: os números intermediários conferem com as contas feitas (mols totais
em
dá
); normalidade coincide com molaridade para NaCl; multiplicando por
obtém-se os
indicados.