Prepara-se uma solução de
contendo
de sulfato de magnésio, sobre essa solução responda as questões a seguir:
a) Concentração molar do sal deste elemento?
b) Concentração dos íons
c) Concentração em
a) Concentração molar do sal deste elemento?
b) Concentração dos íons
c) Concentração em
Passo 1
O enunciado fornece uma solução preparada com as seguintes informações (vou listá-las claramente para não nos perdermos):
O sal indicado é “sulfato de magnésio”. Vou assumir que se trata do sal anidro com fórmula química
As perguntas são:
a) Qual a concentração molar (molaridade) do sal na solução?
b) Qual a concentração dos íons formados na dissociação (ou seja, e
)?
c) Qual a concentração expressa em (massa de soluto por volume da solução)?
a) Qual a concentração molar (molaridade) do sal na solução?
b) Qual a concentração dos íons formados na dissociação (ou seja,
c) Qual a concentração expressa em
Passo 2
Primeiro precisamos saber quantas moles de
foram colocadas na solução. Para isso usamos a definição de mol:
Explico: a massa molar (ou massa molecular) é a massa de 1 mol da substância, geralmente dada em
. Cada elemento tem uma massa atômica — somando-as obtemos a massa molar do composto.
Vamos calcular a massa molar de
. Usarei massas atômicas aproximadas (com precisão compatível com os dados do enunciado):
A massa molar de
é
Passo 3
Agora calculamos o número de moles de
:
Façamos a divisão passo a passo:
Arredondando com a mesma precisão das entradas (três algarismos significativos), tomamos
Passo 4
Definição de molaridade (concentração molar): a molaridade
é o número de moles do soluto por litro de solução:
onde
é em
e
é em
. Aqui
. Então:
Arredondando para três algarismos significativos:
Isto responde a pergunta (a): a concentração molar do sal é aproximadamente
.
Passo 5
Agora determinamos as concentrações dos íons. Conceito importante: quando
se dissolve em água, ela se dissocia (comportamento idealizado) segundo a equação:
Isso indica que 1 mol de
produz 1 mol de
e 1 mol de
. Portanto as concentrações molares dos íons são numericamente iguais à concentração molar do sal dissolvido (quando a dissociação é completa).
Assim:
Passo 6
(Complemento útil para prova) Se quiser expressar a concentração dos íons em massa por volume (por exemplo
ou
), multiplica-se a concentração molar pela massa molar do íon correspondente.
Massa molar do íon
é aproximadamente
. Logo
Massa molar do íon
é
. Logo
Verificação:
, que é coerente com
em
(isto é,
).
Se preferir em
, divida por
:
Passo 7
Agora calculamos explicitamente a concentração em
pedida na letra (c), que é simplesmente a massa de soluto por volume da solução:
Observe que a notação
mantém os algarismos significativos compatíveis com os dados iniciais.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)