Aqueceu-se um frasco contendo uma solução aquosa de
. O aquecimento foi interrompido quando restavam 100 mL de uma solução aquosa de
. Determine o volume da solução inicial e o volume de água perdida pelo aquecimento.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede duas coisas:
- Concentração inicial da solução:
. - Concentração final da solução após aquecimento:
. - Volume restante ao final:
(ou seja, ).
O que se pede:
- Determinar o volume da solução inicial.
- Determinar o volume de água perdida pelo aquecimento.
Passo 2
Conceito importante (a “fórmula” que vamos usar) e razão física:
- Molaridade (concentração) é definida por
, onde: -
é a molaridade em , -
é a quantidade de soluto em , -
é o volume da solução em .
-
- Ao evaporar água, assume-se que o soluto (aqui
) não se perde nem se decompõe. Logo, a quantidade de mols de soluto permanece constante antes e depois do aquecimento.
Portanto usaremos a conservação de mols:
Passo 3
Calcular a quantidade de mols presente na solução final (pegando os dados do enunciado: concentração final e volume final).
Usando , tem-se:
Usando
Calculando:
Passo 4
Usar a conservação de mols para achar o volume inicial. Seja
o volume inicial em litros. A quantidade inicial de mols é
Igualando às mols finais:
Isolando
:
Calculando:
Passo 5
Determinar o volume de água perdido: é a diferença entre o volume inicial e o volume final que restou.
Se preferir em mililitros, multiplicar por
:
Passo 6
Breve verificação e motivo físico: a concentração aumentou porque água evaporou, reduzindo o volume mas mantendo os mesmos
de
. Os cálculos acima são consistentes com isso.
Resposta
Volume da solução inicial:
Volume de água perdida pelo aquecimento:
Volume de água perdida pelo aquecimento: