- Um analista misturou duas soluções contendo NaCl , a
de 250 L de solução de
a
, densidade de
, e a
com 350 L de uma solução de 33.120 ppm de
. Qual a concentração molar, normal e em
de NaCl da solução final?
.
Passo 1
Vou organizar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
Dados fornecidos:
- 1ª solução: volume
. - 1ª solução: concentração dada como
(ou seja, de soluto por de solução). - 1ª solução: densidade
(está no enunciado). - 2ª solução: volume
. - 2ª solução:
de . - Massas atômicas:
, . - Pede-se a concentração da solução final (após mistura das duas) de NaCl em:
- molaridade (
); - normalidade (
); -
.
- molaridade (
Observação importante (que vou usar/explicar mais adiante): a massa molar do NaCl é
Passo 2
Entender as unidades e como convertê-las (aqui explico didaticamente o que cada coisa significa e como usar).
- Percentual m/V (
):
- Significa
de soluto por de solução. - Fórmula para a massa de soluto presente num volume
(em mL):
Vou converter volumes em mL quando necessário.
- ppm para soluções aquosas diluídas:
- Normalmente, para soluções aquosas diluídas,
≈ de soluto por de solução (porque a densidade da água é ≈ ). - Assim,
dá massa do íon em mg. Depois converto para g dividindo por .
- Relação entre íon
e NaCl:
- Cada mol de
corresponde a 1 mol de NaCl (quando provém totalmente de NaCl). - Portanto, o número de mols de
é igual ao número de mols de NaCl que essa porção representa. - Para passar de massa de
para massa equivalente de NaCl, uso a razão das massas molares:
- Normalidade para NaCl:
- Normalidade
molaridade equivalentes por mol. - Em muitas aplicações, NaCl fornece 1 equivalente por mol (íon
com carga ou com carga ), então para NaCl molaridade. Vou explicar isso na etapa de cálculo.
Passo 3
Calcular a massa de NaCl contida na 1ª solução (usei
e
).
Converter volume:
Aplicando a definição de
:
Calculemos:
Portanto, a 1ª solução contém
de NaCl.
Observação sobre a densidade fornecida (
): para a conversão de
não é necessária a densidade (porque a definição já dá massa por volume). A densidade seria necessária se a concentração fosse dada em
(massa/massa) ou se quiséssemos calcular massa total da solução; aqui a massa do soluto já está diretamente obtida pela % m/V.
Passo 4
Calcular a massa de
na 2ª solução (usei
e
).
Assumo a interpretação usual em química analítica para soluções aquosas:
por
de solução.
Então massa de
em 350 L:
Converter para gramas:
Portanto a 2ª solução contém
de
(como íon
).
Passo 5
Converter essa massa de
para massa equivalente de NaCl (usei
e
).
Usando a relação explicada:
Substituindo:
Calculemos a razão:
Então
Portanto a 2ª solução contribui com aproximadamente
de NaCl.
Observação alternativa curta (mesmo raciocínio): primeiro calcular mols de Na:
. Como cada mol de Na corresponde a 1 mol de NaCl, massa de NaCl =
.
Passo 6
Somar as massas (e os mols) de NaCl das duas soluções para obter a massa total de NaCl na mistura.
Massa total de NaCl:
(Aproximação:
é praticamente
mas como os algarismos depois de g confudem, vamos manter com três casas decimais significativas:
— mais prático é escrever
. Para fins de cálculo a precisão relevante será mantida.)
Calcular os mols totais de NaCl (útil para a molaridade):
- Mols da 1ª solução:
- Mols da 2ª solução:
- Mols totais:
(Confirme: multiplicando
, consistente com a soma das massas.)
Passo 7
Calcular o volume final e a molaridade.
Volume final:
Molaridade:
Calculemos:
Arredondando de forma prática para três casas significativas (coerente com dados iniciais):
Passo 8
Calcular a concentração em
.
Usar massa total de NaCl e volume total:
Calculemos:
Arredondando de forma compatível:
Observação de verificação:
, consistente.
Passo 9
Calcular a normalidade da solução final.
Definição e aplicação:
- Normalidade
molaridade equivalentes por mol. - Para NaCl, cada mol dissocia em
(carga ) e (carga ). Para variáveis que exigem equivalentes de carga (ácido/base ou titulação de íons simples), o fator equivalente para NaCl é (um equivalente por mol), portanto
Assim:
Passo 10
Resumo numérico final (valores arredondados coerentemente):
- Molaridade:
. - Normalidade:
. - Concentração em massa:
.
Força final: você já tem os passos completos — dá pra reproduzir isso na prova explicando definição de
m/V, conversão de ppm (mg/L), conversão de massa de íon para massa de sal via massas molares, e então dividir pelo volume final. Vai dar certo — respira fundo e revisa esses três tipos de conversão mais uma vez que você segura a questão.