Duas soluções aquosas de ácido sulfúrico contendo 19,5% em massa de
) e 80,0% em massa de
) são misturadas para formar uma solução
de
).
Dados: MM:
a. Calcule a frações mássica de ácido sulfúrico e água na solução produto. ( 0,323 e 0,679)
b. Tomando 283 kg da solução de alimentação a
como base, desenhe e rotule o fluxograma deste processo. Calcule a razão de alimentação (massa da solução a 19,5 % / massa da solução a 80%). (3,8)
Dados: MM:
a. Calcule a frações mássica de ácido sulfúrico e água na solução produto. ( 0,323 e 0,679)
b. Tomando 283 kg da solução de alimentação a
Passo 1
Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos duas soluções de ácido sulfúrico (
) com diferentes porcentagens em massa e densidades. A gente vai misturar essas duas soluções para obter uma nova solução com uma concentração específica (4,00 M) e uma densidade dada. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de porcentagem em massa, densidade, e concentração molar. Vamos calcular as frações mássicas de ácido sulfúrico e água na solução final.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa porcentagem em massa. Se uma solução tem 19,5% de
, isso quer dizer que em 100 g dessa solução, temos 19,5 g de ácido sulfúrico e o restante, 80,5 g, é água.
Passo 3
Agora, vamos olhar a segunda solução. Ela tem 80,0% de
, então em 100 g dessa solução, temos 80,0 g de ácido sulfúrico e 20,0 g de água.
Passo 4
Quando misturamos as duas soluções, queremos formar uma nova solução com 4,00 M de
. A molaridade (M) é a quantidade de moles de soluto por litro de solução. Vamos usar a massa molar do
que é 98,08 g/mol para converter a concentração molar em massa.
Passo 5
Primeiro, calculamos quantos moles de
estão presentes na solução final:
Como a densidade da solução é 1,213 g/cm³ (ou 1,213 g/mL), podemos relacionar massa e volume.
Passo 6
Vamos considerar 1 litro (1000 mL) da solução final para facilitar os cálculos:
Os moles de
na solução final são:
Convertendo para massa:
Passo 7
Agora, sabemos que na solução final temos 392,32 g de
em 1213 g de solução total. Para achar a fração mássica, dividimos a massa de cada componente pela massa total da solução.
Passo 8
Fração mássica de
:
Fração mássica de água:
Arredondando, temos cerca de 0,679 para a água.
Resposta
As frações mássicas na solução produto são aproximadamente 0,323 de ácido sulfúrico e 0,679 de água.