Questão 02 (Valor = 0,8 pontos)
Um suplemento alimentar destinado a atletas de alta performance apresenta 300 mg de sódio ( \mathrm{Na}^{+}) em uma garrafinha de 200 mL da solução.
a) (0,4) Calcule a concentração de sódio em \mathbf{g} / \mathbf{L} dessa solução.
b) (0,4) Determine a concentração em mol/L dessa solução. (Dados de massa molar: \mathrm{Na}=23 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} )

Passo 1

Vou listar exatamente o que o enunciado me deu e o que pede (tudo que vem do enunciado):
  • Informação dada:
    • 300\\ \mathrm{mg} de sódio ( \mathrm{Na}^+) presentes em uma garrafinha com volume de 200\\ \mathrm{mL}.
    • Massa molar: \mathrm{Na} = 23\\ \mathrm{g/mol}.
  • O enunciado pede duas coisas:
    1. Calcular a concentração de sódio em \mathrm{g/L}.
    2. Determinar a concentração em mol/L (molaridade).

Passo 2

Preparação e conversões de unidades (passo imprescindível antes de calcular):
  • Converter massa de \mathrm{mg} para \mathrm{g}.
    300\\ \mathrm{mg} = 0,300\\ \mathrm{g}
    (porque 1\\ \mathrm{g}=1000\\ \mathrm{mg}, então divide-se por 1000).
  • Converter volume de \mathrm{mL} para \mathrm{L}.
    200\\ \mathrm{mL} = 0,200\\ \mathrm{L}
    (porque 1\\ \mathrm{L}=1000\\ \mathrm{mL}, então divide-se por 1000).
Explicação curta do conceito que vou usar para a parte (a):
  • Concentração em \mathrm{g/L} é simplesmente a massa do soluto (em gramas) dividida pelo volume da solução (em litros). Fórmula: c_{\mathrm{g/L}}=\frac{m\\ (\mathrm{g})}{V\\ (\mathrm{L})}onde m é a massa do soluto e V o volume da solução.

Passo 3

Cálculo da concentração em \mathrm{g/L} (parte a):
  • Substituindo os valores que converti: c_{\mathrm{g/L}}=\frac{0,300\\ \mathrm{g}}{0,200\\ \mathrm{L}}
  • Efetuando a divisão: c_{\mathrm{g/L}}=\frac{0,300}{0,200}=1,5\\ \mathrm{g/L}.
Interpretação breve: isso significa que cada litro dessa solução contém 1,5\\ \mathrm{g} de sódio.

Passo 4

Explicação do conceito para a parte (b) (molaridade) e fórmula que vou usar:
  • Molaridade ( c, em mol/L) é o número de mols do soluto por litro de solução. Para obter mols a partir da massa usa-se: n=\frac{m}{M}onde n é o número de mols, m é a massa do soluto (em gramas) e M é a massa molar (em \mathrm{g/mol}).
  • Depois, a molaridade é c_{\text{mol/L}}=\frac{n}{V}=\frac{m}{M\cdot V},onde V é o volume em litros.

Passo 5

Cálculo da molaridade (parte b):
  • Primeiro calculo os mols de \mathrm{Na}:
    n=\frac{m}{M}=\frac{0,300\\ \mathrm{g}}{23\\ \mathrm{g/mol}}.
    Fazendo a divisão (mostrando como simplificar):
    n=\frac{0,300}{23}\\ \mathrm{mol}\approx 0,013043\\ \mathrm{mol}.
  • Agora calculo a molaridade dividindo pelo volume em litros:
    c_{\text{mol/L}}=\frac{n}{V}=\frac{0,013043\\ \mathrm{mol}}{0,200\\ \mathrm{L}}.
c_{\text{mol/L}}=\frac{0,013043}{0,200}\\ \mathrm{mol/L}\approx 0,065217\\ \mathrm{mol/L}.
  • Arredondando de forma prática para a casa adequada (duas ou três casas significativas é suficiente aqui), posso escrever: c_{\text{mol/L}}\approx 0,0652\\ \mathrm{mol/L}.
Pequena interpretação: isso significa que cada litro da solução contém cerca de 0,0652 mols de íons \mathrm{Na}^+.

Resposta

1,5\\ \mathrm{g/L}
0,0652\\ \mathrm{mol/L}

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