Para preparar 500 mL de uma solução de ácido clorídrico ( HCl ) 0,1 \mathrm{M}, qual volume de uma solução de HCl concentrado ( 12 M ) é necessário? (Este é um problema de diluição, mas relevante para o contexto de preparação de soluções para titulação).

Passo 1

Vamos identificar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
  • Dados:
    • Concentração da solução concentrada (estoque): C_1 = 12\\ \mathrm{M}.
    • Concentração desejada da solução final: C_2 = 0,1\\ \mathrm{M}.
    • Volume desejado da solução final: V_2 = 500\\ \mathrm{mL}.
  • Pergunta: qual o volume V_1 da solução concentrada (12 M) necessário para preparar V_2 de C_2?

Passo 2

Conceito e fórmula básica (aula rápida e prática).
  • Molaridade: a concentração molar C significa número de mols por litro. Em símbolos:
    C = \frac{n}{V},
    onde n é o número de mols e V é o volume em litros.
  • Em uma diluição sem reação química, o número total de mols do soluto permanece o mesmo antes e depois da diluição. Ou seja:
    n_1 = n_2.
    Substituindo n = C\cdot V obtemos a relação de diluição:
    C_1 V_1 = C_2 V_2.
    Explicando as variáveis:
    • C_1: concentração inicial (estoque), em \mathrm{mol\cdot L^{-1}} ou \mathrm{M}.
    • V_1: volume de estoque a ser usado, em litros.
    • C_2: concentração final desejada.
    • V_2: volume final desejado, em litros.

Passo 3

Conversão de unidades para consistência.
  • A molaridade usa litros, então converto o volume final: V_2 = 500\\ \mathrm{mL} = 0,5\\ \mathrm{L}.(Sempre trabalhar em litros ao usar C em \mathrm{M}.)

Passo 4

Isolar V_1 na equação de diluição e substituir os valores conhecidos.
  • Da relação \,C_1 V_1 = C_2 V_2, isolamos:
    V_1 = \frac{C_2 V_2}{C_1}.
  • Substituindo C_2 = 0,1\\ \mathrm{M}, V_2 = 0,5\\ \mathrm{L} e C_1 = 12\\ \mathrm{M}:
    V_1 = \frac{0,1 \times 0,5}{12}.

Passo 5

Cálculo passo a passo (fração, simplificação e conversão de unidades).
  • Primeiro calcule o numerador:
    0,1 \times 0,5 = 0,05.
  • Agora a fração:
    V_1 = \frac{0,05}{12}.
    Podemos simplificar escrevendo como fração inteira:
    \frac{0,05}{12} = \frac{5}{1200} = \frac{1}{240}.
  • Valor em litros:
    V_1 = \frac{1}{240}\\ \mathrm{L} \approx 0,004166\ldots\\ \mathrm{L}.
  • Converter para \mathrm{mL} (multiplicar por 1000):
    V_1 \approx 4,166\ldots\\ \mathrm{mL}.
  • Arredondamento prático: em laboratório normalmente se dá o volume com 2 ou 3 algarismos significativos. Um valor prático e preciso é
    4,17\\ \mathrm{mL}.

Passo 6

Dicas práticas de laboratório (como fazer na prática, segurança e precisão).
  • Use uma pipeta graduada ou uma micropipeta (capaz de medir \sim 4\\ \mathrm{mL}) ou uma bureta para maior precisão ao retirar 4,17\\ \mathrm{mL} do frasco concentrado.
  • Procedimento seguro e recomendado:
    1. Colocar aproximadamente 300\text{–}400\\ \mathrm{mL} de água destilada em um balão volumétrico de 500\\ \mathrm{mL}.
    2. Medir 4,17\\ \mathrm{mL} da solução concentrada com pipeta/bureta e adicionar à água (sempre adicionar ácido à água, nunca o contrário) com agitação.
    3. Deixar esfriar se houve aquecimento pela mistura e completar até a marca de 500\\ \mathrm{mL} com água destilada.
    4. Homogeneizar e rotular com concentração e data.
  • Use equipamento de proteção (óculos, luvas, jaleco). A diluição de HCl é exotérmica — cuidado com respingos.

Resposta

4,17\\ \mathrm{mL}

Exercícios relacionados