Questão 03 (Valor = 0,5 pontos)
Uma solução de ácido clorídrico (\mathrm{HCl}) foi preparada a partir da diluição de 100 mL de uma solução inicial de concentração 8,0 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, resultando em 400 mL de solução final. Determine a concentração comum (em g/L) da solução obtida.
(Dados de Massa molar (g/mol): \mathrm{H}=1 ; \mathrm{Cl}=35,5 )
a) 2,0 \mathrm{~g} / \mathrm{L}
b) 36,5 \mathrm{~g} / \mathrm{L}
c) 73,0 \mathrm{~g} / \mathrm{L}
d) 0,4 \mathrm{~g} / \mathrm{L}

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
  • Dados fornecidos:
    • Concentração inicial: C_i = 8,0\\ \text{mol/L}.
    • Volume inicial: V_i = 100\\ \text{mL}.
    • Volume final: V_f = 400\\ \text{mL}.
    • Massas molares dadas: M_{\mathrm{H}} = 1\\ \text{g/mol} e M_{\mathrm{Cl}} = 35,5\\ \text{g/mol}.
  • O que se pede:
    • Determinar a concentração comum (em g/L) da solução final obtida após a diluição.
  • Observação sobre unidades (vou usar litros para a relação de molaridade):
    • 100\\ \text{mL} = 0,100\\ \text{L}.
    • 400\\ \text{mL} = 0,400\\ \text{L}.

Passo 2

Explicar a ideia física e a fórmula que vamos usar (sem pular etapas).
Quando dilui-se uma solução sem adicionar ou remover soluto, a quantidade de matéria (moles) do soluto permanece a mesma antes e depois da diluição. Assim vale:
n_i = n_f
A relação entre número de mols n, concentração molar C (em mol/L) e volume V (em L) é
n = C \, V
Combinar essas duas igualdades dá a fórmula de diluição muito usada:
C_i \, V_i = C_f \, V_f
Nessa fórmula:
  • C_i é a concentração inicial em mol/L,
  • V_i é o volume inicial em L,
  • C_f é a concentração final em mol/L (o que ainda vamos achar),
  • V_f é o volume final em L.

Passo 3

Calcular a concentração final em mol/L usando a fórmula de diluição.
Aplicando
C_f = \frac{C_i \, V_i}{V_f}
Substituindo os valores (usando volumes em litros):
C_f = \frac{8,0 \times 0,100}{0,400}
Fazendo as contas passo a passo:
8,0 \times 0,100 = 0,800
\frac{0,800}{0,400} = 2,0
Logo
C_f = 2,0\\ \text{mol/L}.

Passo 4

Converter concentração molar (mol/L) para concentração em massa (g/L).
Para passar de mol/L para g/L usa-se a massa molar M (g/mol). A relação é simples:
\rho = C \times M
onde:
  • \rho é a concentração em g/L,
  • C é a concentração em mol/L,
  • M é a massa molar em g/mol.
Primeiro calculemos a massa molar do ácido clorídrico \mathrm{HCl}:
M_{\mathrm{HCl}} = M_{\mathrm{H}} + M_{\mathrm{Cl}} = 1 + 35,5 = 36,5\\ \text{g/mol}.

Passo 5

Aplicar a conversão para obter a concentração em g/L.
Usando \rho = C_f \times M_{\mathrm{HCl}}:
\rho = 2,0\\ \text{mol/L} \times 36,5\\ \text{g/mol}
Calculando:
\rho = 73,0\\ \text{g/L}.

Resposta

c) 73,0\\ \text{g/L}

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