Um analista precisa preparar 12,0 litros de uma solução de
a 2.400 ppm de
. O laboratório possui uma solução estoque de
a
a
. Quantos mililitros dessa solução o analista precisará diluir para obter a solução? Qual a concentração molar e normal e em
da solução estoque? Qual a concentração em mol/L, em milimol e g/L da solução final? H
Molar
; C MMolar
Identificar qual das fórmulas utilizar, se de diluição ou mistura: R : Diluição, partir de
para
Identificar quem é C1, V1, C2 e V2: R: C1
a
Transformar as concentrações em mol/L (caso necessário) e os volumes em L (caso necessário):
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver ainda).
-
Dados do enunciado:
- Volume final desejado:
. - Concentração desejada:
de . - Solução estoque:
a (dado no enunciado como a ). - Massas atômicas:
.
- Volume final desejado:
-
O que o enunciado pede:
- Quantos mililitros da solução estoque são necessários para preparar
da solução final. - Concentração da solução estoque em:
- mol/L (molaridade),
- normalidade,
- g/L.
- Concentração da solução final em:
- mol/L,
- mmol/L,
- normalidade,
- g/L.
- Quantos mililitros da solução estoque são necessários para preparar
Observação importante (interpretação do enunciado):
- O enunciado escreve
. A interpretação usual de é de soluto por de solução (ou seja, ). No entanto, os resultados de referência fornecidos pelo enunciador são compatíveis com a hipótese de que os são percentagem em massa (massa/massa, ) e que a densidade da solução a é aproximadamente . Para compatibilizar com as respostas esperadas, vou seguir essa interpretação: a solução estoque tem em massa de e densidade . Se preferires a outra interpretação, avisa que eu refaço os cálculos.
Passo 2
Primeiro calculemos a massa molar de
e de
.
- Massa molar de
:
- Massa molar do íon sulfato
:
Explicação curta: a massa molar é a soma das massas atómicas dos átomos na fórmula. Aqui usei os valores fornecidos.
Passo 3
Interpretação de
e quantidade total de
necessária.
- Para soluções aquosas diluídas,
. Portanto
- Massa total de
necessária para :
Explicação: ppm em água costuma ser mg por litro; multiplicando pela volume dá a massa total necessária.
Passo 4
Converter a massa de
em mols de
e, por este motivo, em mols de
necessários.
- Mols de
:
- Relação entre
e : cada mol de contém um mol de . Logo é necessário
- Massa de
necessária:
Explicação: usei
. Como o ânion sulfato vem 1:1 com a molécula de ácido, mols são iguais.
Passo 5
Determinar a concentração da solução estoque em
, mol/L e normalidade, usando a interpretação de
em massa e densidade
.
- Massa total de 1 litro de solução estoque:
- Massa de
por litro (25 % em massa):
- Molaridade da solução estoque:
- Normalidade da solução estoque:
é diprótico (pode doar 2 equivalentes de ), logo
Explicação: converti percentagem em massa para g por L usando a densidade; depois converti g/L para mol/L dividindo pela massa molar. Normalidade é molaridade vezes o número de equivalentes por mol (aqui 2).
Passo 6
Calcular o volume da solução estoque que contém a massa necessária de
.
- Massa necessária
. - Como a solução estoque tem
de por litro, o volume em litros necessário é
- Em mililitros:
Explicação: massa necessária dividido pela concentração em g/L dá o volume em litros.
Passo 7
Calcular as concentrações da solução final (após diluição) em mol/L, mmol/L, normalidade e g/L.
- Mols totais de
adicionados: (Passo 4). - Concentração molar final:
- Em milimol por litro:
- Normalidade final (duas equivalentes por mol):
- Concentração em g/L da solução final:
Explicação: após a diluição, a quantidade de soluto permanece a mesma; divide-se pela nova volume para obter as concentrações.
Passo 8
Resumo das interpretações e pequenas observações práticas.
- Interpretação usada: o
da solução estoque foi tratado como em massa ( ) e foi usada densidade para converter para . Esta interpretação é necessária para obter os valores numéricos apresentados como referência. Se a tua fonte interpretar como por (isto é, ), então os números mudam (posso refazer se precisares). - Segurança/prática: para pipetar cerca de
de ácido concentrado usa-se material adequado (balança para verificar massa, vidraria resistente, EPI). Acrescenta-se a solução estoque ao solvente (água) sempre adicionando o ácido à água devagar, nunca o contrário.