-
de uma solução de
são diluídos em
de água. Qual a concentração de NaCl na solução resultante?
Passo 1
O que o problema pede:
- Calcular a concentração final de NaCl na solução resultante após diluir uma alíquota da solução inicial em água.
Dados fornecidos (todos extraídos do enunciado):
- Volume da alíquota da solução de NaCl:
. - Concentração inicial da solução de NaCl:
. - Volume de água adicionado:
.
Observação: a pergunta é apenas uma (qual a concentração final), e os números acima são os que vamos usar.
Passo 2
Princípio físico/estratégia que usamos (explicação didática):
- Ao diluir, o número de mols de soluto (NaCl) permanece o mesmo; o que muda é o volume da solução, que aumenta. Isso acontece porque adicionar solvente não cria nem destrói íons Na+ e Cl−, apenas espalha-os num volume maior.
- Portanto podemos usar a relação de conservação de mols:
- Em termos de concentração e volume, o número de mols é dado por
, onde: -
é a concentração (em ), -
é o volume (em ), -
é o número de mols (em ).
-
- Assim vale a fórmula de diluição (método compacto muito usado em prova):
onde
e
são concentração e volume iniciais, e
e
são concentração e volume finais.
Passo 3
Converter volumes para as unidades corretas (litros), porque molaridade usa
:
- Converter
para litros:
- Converter
de água para litros:
Passo 4
Calcular o número de mols de NaCl presente na alíquota inicial usando
:
Fazendo a multiplicação:
Explicação curta: multiplicou-se a concentração pela fração de litro para obter os mols.
Passo 5
Determinar o volume final da solução após adicionar a água (assumindo aditividade de volumes):
Comentário: em química básica é comum assumir que os volumes se somam quando se adiciona solvente.
Passo 6
Calcular a concentração final usando
:
Fazendo a divisão:
Passo 7
Arredondamento e algarismos significativos (como em prova):
- Dados originais têm, respectivamente,
(3 algarismos significativos), (3 alg. sig.) e (4 alg. sig.). O número de algarismos significativos que devemos conservar normalmente fica limitado pelos dados com menos algarismos significativos: aqui 3 algarismos significativos é apropriado. - Arredondando
para 3 algarismos significativos obtemos . - Também se pode expressar em notação científica:
.
Passo 8
(Método alternativo rápido usando a fórmula de diluição)
- Usando diretamente
e isolando :
o mesmo resultado obtido antes.