Considere as soluções I, II e III, descritas a seguir.
I. Solução obtida pela adição de
de
(massa molar
) em água suficiente para completar o volum mL .
II. 2,00 L de solução de NaOH (massa molar
) com pH igual a 13.
III. 100 mL de solução de sulfato de sódio de concentração
.
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.
I. Solução obtida pela adição de
II. 2,00 L de solução de NaOH (massa molar
III. 100 mL de solução de sulfato de sódio de concentração
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:
- Solução I: Adicionamos 9,80 g de ácido sulfúrico (
) em água até completar um certo volume. - Solução II: Temos 2,00 litros de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com pH igual a 13.
- Solução III: São 100 mL de uma solução de sulfato de sódio com concentração de
.
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
na Solução I. A massa molar do ácido sulfúrico é 98,0 g/mol.
Como o ácido sulfúrico (
) dissocia em água da seguinte forma:
Cada mol de
produz 2 mols de íons hidrogênio (
), mas como estamos interessados nos íons sódio (
), precisamos verificar sua presença nas soluções.
Passo 3
Na Solução II, temos hidróxido de sódio (NaOH), que também discorre na água:
Sabemos que o pH da solução é 13. Lembrando que:
Então,
A concentração de íons hidroxila (
) é:
Como a concentração de
é 0,10 mol/L e cada mol de NaOH produz um mol de
e um mol de
, então a concentração de
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
e
. Portanto, toda a quantidade de sódio vem da Solução II.
A Solução II tem 2,00 L com concentração de
igual a 0,10 mol/L. A quantidade total de
na Solução II é:
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 (
) de
.
O sulfato de sódio dissocia da seguinte forma:
Então, cada mol de
produz 2 mols de
. Portanto, a concentração de
na Solução III é:
A quantidade total de
na Solução III é:
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 Solução III, temos 0,060 mol de
. 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.