Um laboratorista precisa preparar solução
de
, aproveitando 200 mL de solução
do mesmo sal. O que ele deve fazer com a solução
é:
a) adicionar 350 mL de água.
b) evaporar 120 mL de água.
c) adicionar 120 mL de água.
d) adicionar 1400 mL de água.
e) evaporar 40 mL de água.
a) adicionar 350 mL de água.
b) evaporar 120 mL de água.
c) adicionar 120 mL de água.
d) adicionar 1400 mL de água.
e) evaporar 40 mL de água.
Passo 1
O enunciado pede que se transforme uma solução de
em concentração final de
, aproveitando uma porção de
da solução inicial de concentração
. As opções dizem se deve adicionar ou evaporar certa quantidade de água. Dados importantes (peguei do enunciado):
- Volume inicial:
. - Concentração inicial:
. - Concentração desejada:
.
A pergunta é: o que fazer com a solução depara obter usando esses ?
Passo 2
Princípio físico-químico que vamos usar (explicando devagar): a quantidade de soluto em mols não muda se só adicionamos ou retiramos solvente. A concentração
está relacionada ao número de mols
e ao volume
pela fórmula
onde
é concentração em
,
é número de mols e
é volume em litros. Assim, o número de mols é
Se não adicionamos nem removemos soluto (apenas mexemos no volume com água ou evaporação), então
inicial =
final, isto é
Aqui
é o volume final necessário para ter a concentração
. Esta é a fórmula de conservação de mols (muito usada em diluições e concentrações).
Passo 3
Primeiro ajuste de unidades: transformar volumes em litros para usar a fórmula com unidades consistentes.
As concentrações já estão em
:
e
.
Passo 4
Calcular o volume final
necessário usando
. Isolando
:
Substituindo os valores:
Converter para mL:
Passo 5
Interpretação prática do resultado: o volume final necessário (
) é menor que o volume inicial que se tem (
). Isso significa que, para aumentar a concentração de
para
, não se deve adicionar água (adicionar água sempre dilui, reduz a concentração) — ao contrário, é preciso reduzir o volume total de solução, ou seja, evaporar parte da água.
Passo 6
Calcular quanto deve ser evaporado:
Portanto deve-se evaporar
de água da porção inicial.
Passo 7
Só para confirmar: número de mols presentes inicialmente
Se o objetivo é
, o volume que contém
é
mesmo resultado, consistente com a evaporação de
.
Resposta
e) evaporar 40 mL de água.