Para preparar no laboratório 500 mL de uma solução
de
(ácido nítrico, M.M.:
), partindo do ácido concentrado
, cuja densidade é
, pergunta-se:
Qual o volume em mL de ácido nítrico concentrado será necessário? Apresente os cálculos.
Qual o volume em mL de ácido nítrico concentrado será necessário? Apresente os cálculos.
Passo 1
O enunciado pede o volume, em mL, de ácido nítrico concentrado necessário para preparar
de uma solução de concentração
. Dados fornecidos:
- Volume final desejado:
. - Concentração desejada:
. - Massa molar do
: . - Ácido concentrado:
(ou seja, em massa de na solução). - Densidade do ácido concentrado:
.
O que se pede: calcular o volume
(em mL) do ácido concentrado que contém massa suficiente de
para obter a solução desejada.
Passo 2
Plano de resolução (passo a passo lógico):
- Calcular o número de mols de
necessários para a solução final usando a relação entre molaridade, volume e mols. - Converter esses mols em massa de
pura usando a massa molar. - Como o ácido concentrado tem
em massa, calcular a massa total da solução concentrada que contém essa massa de soluto. - Converter essa massa da solução concentrada em volume usando a densidade
.
Vou seguir esse plano e explicar cada fórmula e variável.
Passo 3
Calcular o número de mols necessários.
Fórmula usada:
onde:
-
é o número de mols de soluto ( ), -
é a concentração ( ), -
é o volume em litros ( ).
Aplicando os valores:
Portanto, precisamos de
de
.
Passo 4
Converter mols em massa de
.
Fórmula usada:
onde:
-
é a massa de pura em gramas, -
é o número de mols (já calculado), -
é a massa molar ( ).
Aplicando os valores:
Então precisamos de
de
puro.
Passo 5
Calcular a massa da solução concentrada que contém essa massa de soluto, usando a percentagem
m/m.
Se a solução concentrada tem
em massa de
, isso significa que a fração mássica do soluto é
. A relação é:
onde
é a massa total da solução concentrada (em g).
Aplicando:
Arredondando convenientemente mantemos alguns dígitos:
.
Passo 6
Converter a massa da solução concentrada em volume usando a densidade.
Relação entre massa, densidade e volume:
onde:
-
é a densidade ( ), -
é a massa ( ), -
é o volume ( ).
Aplicando:
Passo 7
Interpretação e arredondamento final. Considerando os dados do enunciado (por exemplo, a concentração dada como
com duas casas significativas), é razoável apresentar o resultado com três algarismos relevantes na prática de laboratório. Assim:
Vai lá: pegue cerca de
do ácido concentrado para preparar
de solução
de
. Lembre-se de fazer a diluição num balão volumétrico e de adicionar ácido ao solvente (nunca o contrário), usando proteção adequada.
Resposta
113,0 mL