Calcule a concentração em mol/L do HCl concentrado, sabendo-se que a sua densidade é igual a
e o teor é igual a
. Qual é o volume desse ácido necessário para preparar 500 mL de solução
?
Passo 1
O que o enunciado pede e o que ele dá (resumido e claro):
- Pedido 1: calcular a concentração em mol/L do ácido clorídrico concentrado.
- Pedido 2: calcular o volume desse ácido concentrado necessário para preparar
de solução com concentração .
Informações fornecidas pelo enunciado:
- densidade da solução concentrada:
. - teor (fração mássica) da solução:
( ), isto é, da massa da solução é HCl puro. - volume final desejado:
. - concentração desejada da solução final:
.
Dado que vou usar massa por litro e a definição de molaridade, vou trabalhar com 1 litro (ou com massa/volume) da solução concentrada para achar sua molaridade, e depois calcular o volume necessário para obter os mols pedidos.
Passo 2
Conceitos básicos que vou usar (explicados de forma simples):
- Densidade
: é a massa por unidade de volume da solução. Se , então 1 mL da solução pesa e 1 L (1000 mL) pesa . - Teor em massa (
): se a solução tem (m/m) de HCl, isso significa que em de solução há de HCl puro. Em geral, massa de soluto fração mássica massa da solução. - Molaridade
: é o número de mols do soluto por litro de solução. - Massa molar do HCl: soma das massas atômicas de H (aprox.
) e Cl (aprox. ). Vou usar a massa molar
Com essas ideias, consigo transformar massa de HCl em mols e daí obter mols por litro (molaridade).
Passo 3
Calcular a massa de
(1000 mL) da solução concentrada usando a densidade (peguei esse dado do enunciado).
- Massa de
da solução:
Passo 4
Calcular a massa de HCl presente em
da solução usando o teor
(peguei esse dado do enunciado).
- Fração mássica numérica:
. - Massa de HCl em
:
Passo 5
Transformar essa massa de HCl em número de mols usando a massa molar (expliquei a massa molar no Passo 2).
- Mols de HCl em
:
- Portanto a molaridade (concentração em mol/L) da solução concentrada é:
Arredondarei razoavelmente mais adiante, mas por enquanto guardo esse valor exato.
Passo 6
Explicar o que queremos obter para preparar
de
:
- Volume final desejado:
. - Concentração desejada:
. - Número de mols de HCl necessários:
Passo 7
Calcular o volume da solução concentrada que contém esses
. Método direto usando a molaridade encontrada no Passo 5 (método simples e direto):
- Volume requerido da solução concentrada:
- Converter para mililitros:
Observação: podemos conferir usando o caminho por massas (usar massa necessária de HCl e fração mássica): massas e volume resultam no mesmo valor, como checagem rápida:
- Massa de HCl necessária:
- Massa de solução concentrada que contém essa massa:
- Volume dessa massa usando densidade
: Confere com o resultado anterior.
Passo 8
Arredondamentos e apresentação final:
- Concentração do HCl concentrado:
(arredondando a duas casas decimais). - Volume necessário para preparar
de : (arredondando a duas casas decimais).