Duas soluções aquosas de ácido sulfúrico contendo 19,5% em massa de H2 SO4(S=1,139 ) e 80,0% em massa de H2 SO4(S=1,498 ) são misturadas para formar uma solução 4,00 M(mol / L) de H2 SO4(S=1,213 ).
Dados: MM: H2 SO4=98,08 g / mol H2 O=18,02 g / mol
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 19,5 % 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)

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos duas soluções de ácido sulfúrico ( H2SO4) 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 H2SO4, 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 H2SO4, 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 H2SO4. A molaridade (M) é a quantidade de moles de soluto por litro de solução. Vamos usar a massa molar do H2SO4 que é 98,08 g/mol para converter a concentração molar em massa.

Passo 5

Primeiro, calculamos quantos moles de H2SO4 estão presentes na solução final:
Mo<=s de H2SO4 = 4,00 , mol/L times Volume da solução çã
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:
Massa da solução final = 1,213 , g/mL times 1000 , mL = 1213 , g çã
Os moles de H2SO4 na solução final são:
4,00 , mol/L times 1 , L = 4,00 , mol
Convertendo para massa:
4,00 , mol times 98,08 , g/mol = 392,32 , g de H2SO4

Passo 7

Agora, sabemos que na solução final temos 392,32 g de H2SO4 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 H2SO4:
392,32 , g1213 , g approx 0,323
Fração mássica de água:
1 - 0,323 = 0,677
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.

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