Calcule a concentração em mol/L de
concentrado (
; teor:
). Qual é o volume desse reagente necessário para preparar 500 mL de solução
?
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver ainda). Dados fornecidos:
- Densidade do ácido concentrado:
. - Teor em massa (pureza):
(ou seja, em massa de na solução). - Volume final desejado:
. - Molaridade desejada da solução final:
.
O enunciado pede duas coisas:
- Calcular a concentração molar (moles por litro) do
concentrado, ou seja, a molaridade da solução comercial. - Determinar o volume desse reagente concentrado necessário para preparar
de solução .
Passo 2
Conceitos e fórmulas que vamos usar (explicadinhos):
- Densidade: é a massa por unidade de volume. Se a densidade é
em , a massa de (que tem ) da solução é
- Teor em massa (pureza): se a solução tem
(em fração) de soluto por massa (por exemplo é ), a massa do soluto em é
- Molaridade (concentração molar)
é o número de mols de soluto por litro de solução:
onde
é a massa molar do soluto (em
).
- Para preparar uma solução com certa molaridade a partir de solução mais concentrada pode-se usar a relação
, que vem do fato de que o número de mols de soluto é o mesmo antes e depois da diluição:
onde índices 1 e 2 indicam solução concentrada e diluída, respectivamente.
Passo 3
Calcular a massa de
da solução concentrada usando a densidade (peguei
do enunciado):
Passo 4
Calcular a massa de
presente em
da solução usando o teor
(peguei do enunciado; em fração
):
Passo 5
Calcular a massa molar do
(explicando como montar):
- Hidrogênio: massa aproximada
cada; há 2 átomos . - Enxofre: aproximadamente
. - Oxigênio:
cada; há 4 átomos .
Somando:
Arredondando para valores práticos,
.
Passo 6
Agora a molaridade da solução concentrada (moles por litro) é
Fazendo a divisão:
(Se preferir com mais casas: aproximadamente
.) Aqui mantive números com algarismos significativos compatíveis com os dados fornecidos.
Passo 7
Agora calcular quantos mols de
são necessários para preparar
de solução
. Usamos a definição de molaridade:
Substituindo (atenção às unidades:
):
Passo 8
Determinar o volume
da solução concentrada necessário para fornecer
. Usamos
Fazendo a divisão:
Arredondando de acordo com os algarismos significativos dos dados, podemos usar
.
Passo 9
Resumo interpretativo e dica prática rápida: a solução concentrada tem cerca de
— isto é bem concentrado — e para preparar
de
usa-se apenas cerca de
desse ácido concentrado. Atenção experimental: a diluição do ácido deve ser feita adicionando o ácido ao volume de água (nunca o contrário) e com proteção por ser exotérmico.