Considere as soluções I, II e III, descritas a seguir.
I. Solução obtida pela adição de 9,80 g de H2 SO4 (massa molar =98,0 g ) em água suficiente para completar o volum mL .
II. 2,00 L de solução de NaOH (massa molar =40,0 g ) com pH igual a 13.
III. 100 mL de solução de sulfato de sódio de concentração 0,300 mol cdot L^-1.
Sobre a soluções I, II e III, é correto afirmar:
A concentração de íons sódio na solução resultante da mistura de I e II é igual à da solução III.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos três soluções diferentes:
  1. Solução I: Adicionamos 9,80 g de ácido sulfúrico ( H2SO4) em água até completar um certo volume.
  2. Solução II: Temos 2,00 litros de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com pH igual a 13.
  3. Solução III: São 100 mL de uma solução de sulfato de sódio com concentração de 0,300 , mol cdot L^-1.
A afirmação que queremos verificar é se a concentração de íons sódio na mistura das soluções I e II é igual à da solução III. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de molaridade, concentração de íons e como calcular essas quantidades nas soluções apresentadas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de H2SO4 na Solução I. A massa molar do ácido sulfúrico é 98,0 g/mol.
Mols de H2SO4 = 9,80 , g98,0 , g/mol = 0,10 , mol
Como o ácido sulfúrico ( H2SO4) dissocia em água da seguinte forma:
H2SO4 2H^+ + SO4^2-
Cada mol de H2SO4 produz 2 mols de íons hidrogênio ( H^+), mas como estamos interessados nos íons sódio ( Na^+), precisamos verificar sua presença nas soluções.

Passo 3

Na Solução II, temos hidróxido de sódio (NaOH), que também discorre na água:
NaOH Na^+ + OH^-
Sabemos que o pH da solução é 13. Lembrando que:
pH + pOH = 14
Então,
pOH = 14 - 13 = 1
A concentração de íons hidroxila ( OH^-) é:
[OH^-] = 10^-pOH = 10^-1 = 0,10 , mol/L
Como a concentração de OH^- é 0,10 mol/L e cada mol de NaOH produz um mol de OH^- e um mol de Na^+, então a concentração de Na^+ na Solução II também é 0,10 mol/L.

Passo 4

Agora, vamos calcular a quantidade total de sódio na mistura das Soluções I e II. Porém, observamos que a Solução I não contém sódio, apenas ácido sulfúrico dissociado em H^+ e SO4^2-. Portanto, toda a quantidade de sódio vem da Solução II.
A Solução II tem 2,00 L com concentração de Na^+ igual a 0,10 mol/L. A quantidade total de Na^+ na Solução II é:
Mols de Na^+ = 2,00 , L times 0,10 , mol/L = 0,20 , mol

Passo 5

Agora, vamos considerar a concentração de íons sódio na Solução III. A Solução III tem 100 mL (ou 0,100 L) com concentração de sulfato de sódio ( Na2SO4) de 0,300 , mol/L.
O sulfato de sódio dissocia da seguinte forma:
Na2SO4 2Na^+ + SO4^2-
Então, cada mol de Na2SO4 produz 2 mols de Na^+. Portanto, a concentração de Na^+ na Solução III é:
[Na^+] = 2 times 0,300 , mol/L = 0,600 , mol/L
A quantidade total de Na^+ na Solução III é:
0,600 , mol/L times 0,100 , L = 0,060 , mol

Passo 6

Agora, vamos comparar a quantidade de íons sódio na mistura das Soluções I e II com a quantidade na Solução III.
Na mistura das Soluções I e II, temos 0,20 mol de Na^+. Na Solução III, temos 0,060 mol de Na^+. Claramente, 0,20 mol é diferente de 0,060 mol.
Além disso, para comparar as concentrações, precisaríamos considerar os volumes finais das soluções após a mistura, mas mesmo sem esse cálculo, já vemos que as quantidades de íons sódio não são iguais.

Resposta

Não, a concentração de íons sódio na mistura das soluções I e II não é igual à da solução III.

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