(Fuvest-SP) A molaridade de uma solução de ácido sufúrico de concentração 40% em massa e densidade 1,4 é, aproximadamente:
Massas atômicas: \mathrm{H}=1,0 ; \mathrm{O}=16 ; \mathrm{S}=32.
a) 5,7
b) 11
c) 14
d) 28
e) 42

Passo 1

O enunciado pede a molaridade da solução de ácido sulfúrico ( \mathrm{H_2SO_4}) com as seguintes informações:
  • Concentração em massa: 40\% (ou seja, 40 g de soluto em cada 100 g de solução).
  • Densidade da solução: 1,4 (isto é, 1,4 g/mL).
  • Massas atômicas dadas: \mathrm{H}=1,0; \mathrm{O}=16; \mathrm{S}=32.
    A pergunta é: qual é a molaridade (em mol/L) aproximada dessa solução?

Passo 2

Definição e fórmula que vamos usar.
A molaridade é o número de mols de soluto por litro de solução. Matematicamente:
\text{Molaridade} = \frac{\text{número de mols do soluto}}{\text{volume da solução (em L)}}.úçã
Aqui vamos calcular quantos gramas de \mathrm{H_2SO_4} há em 1 L de solução (usando a densidade), converter essa massa em mols (usando a massa molar) e então dividir por 1 L para obter a molaridade em mol/L.

Passo 3

Calcular a massa molar de \mathrm{H_2SO_4}.
  • 2 átomos de H, 1 átomo de S e 4 átomos de O na molécula.
  • Usando as massas atômicas:
M_{\mathrm{H_2SO_4}} = 2\cdot 1{,}0 + 32 + 4\cdot 16.
Calculando:
M_{\mathrm{H_2SO_4}} = 2 + 32 + 64 = 98\\ \text{g/mol}.

Passo 4

Determinar a massa de 1 L de solução usando a densidade.
A densidade dada é 1{,}4 g/mL. Como 1 L =1000 mL, a massa de 1 L de solução é:
\text{massa de 1 L} = 1{,}4\\ \frac{\text{g}}{\text{mL}}\times 1000\\ \text{mL} = 1400\\ \text{g}.

Passo 5

Usar a percentagem em massa para achar a massa de \mathrm{H_2SO_4} em 1 L de solução.
Como a solução é 40\% em massa, em cada 100 g de solução há 40 g de soluto. Portanto, em 1400 g de solução haverá:
\text{massa do soluto em 1 L} = 1400\\ \text{g}\times \frac{40}{100} = 1400\\ \text{g}\times 0{,}4 = 560\\ \text{g}.

Passo 6

Calcular o número de mols de \mathrm{H_2SO_4} em 1 L.
Número de mols:
n=\frac{\text{massa}}{\text{massa molar}}=\frac{560\\ \text{g}}{98\\ \text{g/mol}}.
Simplificando dividindo numerador e denominador por 14:
\frac{560}{98}=\frac{40}{7}=5{,}714\ldots\\ \text{mol}.

Passo 7

Determinar a molaridade (mols por litro).
Como os 5{,}714\ldots mols estão em 1 L de solução, a molaridade é
\text{Molaridade} \approx 5{,}714\ldots\\ \text{mol/L}.
Arredondando para a precisão solicitada nas alternativas, isso dá aproximadamente 5{,}7\\ \text{mol/L}.

Resposta

a) 5,7

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