- Um analista precisa preparar 180 litros de uma solução de NaCl a 9.200 ppm de
. A indústria possui um tanque com uma solução estoque de NaCl a
a
, densidade de
. Quantos litros da solução estoque o analista precisará diluir para obter a solução na concentração desejada? Qual a concentração milimolar e em g/L de NaCl da solução final?
.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver ainda).
- Volume final desejado:
. - Concentração desejada de
: (ou seja, noventa e dois cem? interpreto como unidades por milhão). - Solução estoque:
m/V de NaCl (isto é, de NaCl por de solução) à temperatura . - Densidade da solução estoque:
. - Massas atômicas:
, . Logo a massa molar do NaCl é .
O enunciado pede:
- Quantos litros da solução estoque são necessários para preparar
da solução com de . - Qual a concentração milimolar (
) de NaCl na solução final. - Qual a concentração em
de NaCl na solução final.
Observação prática que será usada: para soluções aquosas é usual tomar
. Vou usar essa convenção e explicarei quando aplicá-la. Também explico que
m/V significa
NaCl por
, ou seja
NaCl por
de solução estoque.
Passo 2
Interpretar
de
e calcular a massa total de
necessária para
.
- Convenção:
para soluções aquosas. Portanto
- Massa total de
necessária em :
Explicação didática rápida: ppm muitas vezes significa mg de espécie por litro de solução (quando a densidade é aproximadamente
). Multiplicando a concentração (g/L) pelo volume (L) obtém-se a massa total do íon
que precisa estar presente na solução final.
Passo 3
Obter quanto de Na está presente por litro da solução estoque (usar a informação
m/V).
-
m/V significa NaCl em de solução. Logo em (1000 mL) há
- Fração mássica de
em NaCl:
- Assim, massa de
por litro de solução estoque:
Didática: converti o
m/V para g/L porque é mais direto para comparações. Não precisei da densidade para essa etapa porque
já dá diretamente gramas de soluto por volume de solução. A densidade serviria se fosse preciso converter massa de solução total ou se ppm fosse dado em base de massa (mg/kg), mas aqui a convenção mg/L é suficiente.
Passo 4
Calcular o volume de solução estoque necessário para fornecer os
de
.
- Cada litro de estoque fornece
de . Logo o volume necessário é
- Arredondando para uma precisão prática (duas casas decimais em litros):
Explicação prática: isso significa pipetar (ou transferir) cerca de
da solução estoque e completar com água até
de volume final. Note que o volume de estoque faz parte do volume final; geralmente prepara-se assim: colocar
de estoque em um recipiente e completar com solvente até
.
Passo 5
Calcular a concentração de NaCl na solução final em
e em
.
Método direto e rápido usando o fato 1:1 entre
e NaCl em mols.
- Concentracao de
em mol/L:
- Como cada mol de NaCl fornece 1 mol de
, a molaridade de NaCl é
- Massa de NaCl por litro:
Didática: observe que é mais simples passar pela quantidade de mols do íon
:
mol por litro. Essa é a molaridade desejada de Na+. Como NaCl se dissocia em 1 Na+ por 1 NaCl, a molaridade do NaCl é a mesma. Multiplicando pelos grams per mol obtém-se g/L.
Passo 6
Observações finais, verificação rápida e empurrãozinho amigo.
- Verificação por outra via: a solução estoque tem
de NaCl, ou seja . Para obter em são necessários mol NaCl. Volume de estoque para fornecer 72 mol é , o mesmo resultado — bom controle de consistência. - A densidade informada (
) não foi necessária para calcular as respostas pedidas porque a definição m/V já dava diretamente g de NaCl por volume de solução. A densidade serviria se pedissem frações mássicas ou conversão precisa entre mg/kg e mg/L.
Força aí — você já tem os números e a receita prática para preparar a solução. Pode-se proceder medindo
do estoque e completando até
com água, homogeneizar e voilà.