Um analista misturou 3 soluções de
, sendo: 10 litros de uma solução de
a
a
, densidade de
, com 20 litros de uma solução de
a 48.000 ppm de
e 30 litros de uma solução de
a
. Qual a concentração Molar, Normal, em g/L de
e em ppm de
da solução final?
.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede.
Dados fornecidos:
- Volume da solução A:
. - Concentração da solução A:
(isto é, de por de solução). - Densidade da solução A:
. (Nota: está fornecida, mas para não é necessária; eu a menciono apenas porque foi dada.) - Volume da solução B:
. - Concentração da solução B:
de . (Assumo a convenção usual para soluções aquosas diluídas: .) - Volume da solução C:
. - Concentração da solução C:
de . - Massas atômicas usadas:
.
Perguntas (o que pede):
- Concentração molar final de
(em ). - Concentração normal final (em
). - Concentração em
de . - Concentração final em
de .
Passo 2
Calcular massas molares (para conversões mole ↔ massa).
Definições e cálculos:
Explicação rápida: a massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos da molécula; aqui
tem
H,
S e
O.
Passo 3
Determinar a massa de
presente na solução A.
Conceito:
(ou
) significa “gramas de soluto por
de solução”. Assim,
significa
de
em cada
.
Cálculo para
:
Portanto, a solução A contém
de
.
Observação: a densidade fornecida não foi necessária porque a concentração já estava em
.
Passo 4
Determinar a massa de
e a correspondente massa de
na solução B (20 L a 48.000 ppm de
).
Conceito: para soluções aquosas, assume-se
. Então
de
.
Cálculo da massa de
em
:
Cada mol de
contém um mol de
. Assim, para transformar massa de
em massa de
usamos a razão das massas molares:
Calcular:
Portanto, a solução B contém
de
(equivalente aos
de
).
Passo 5
Determinar a massa de
na solução C (30 L a
).
Conceitos:
- Normalidade (
) mede equivalentes-por-litro. -
é um ácido diprótico (pode doar 2 H+ por mol), logo de corresponde a equivalentes. - Relação:
.
Assim:
Moles em
:
Massa de
na solução C:
Portanto, a solução C contém
de
.
Passo 6
Somar as massas de
e volumes para obter totais da solução final.
Massas obtidas:
Massa total de
:
Volume total da mistura:
Passo 7
Calcular o número total de mols de
e a molaridade final.
Moles totais:
Podemos simplificar:
Molaridade final:
Arredondando de forma prática para a prova:
Passo 8
Calcular a normalidade final da mistura.
Para
, cada mol corresponde a
equivalentes (ácido diprótico). Assim:
Arredondando:
Passo 9
Calcular a concentração em
de
na solução final.
Arredondando:
Passo 10
Calcular a concentração final em
de
.
Método: converter a massa total de
em massa total de
(razão das massas molares) e depois expressar em
(ppm).
Massa total de
:
Calcular numericamente:
Concentração em
:
Converter para
(mg/L):
Melhor escrever claramente:
Logo, em ppm:
Para evitar confusão de notação, apresento o valor numérico arredondado:
Mas a forma direta e usual é:
Para simplificar e deixar o número em formato usual (ppm = mg/L):
Para não deixar ambiguidade numérica e com arredondamento apropriado, o valor final será reportado como
ou simplesmente
considerando a convenção de que aqui ppm é mg/L. (Em resumo:
.)
Observação prática: o valor numérico usual apresentado é
.
Resposta
Molaridade final:
Normalidade final:
Concentração em g/L de :
Concentração em ppm de :
Normalidade final:
Concentração em g/L de
Concentração em ppm de