Questão 12. Qual é a concentração em quantidade de matéria ( mol L^-1 ) do ácido acético comercial (vinagre) sabendo-se que é fornecido com uma concentração de 4,00 %(m / m) expressa em ácido acético e densidade igual a 0,995 g / mL ? Calcule também o título percentual ( m / v ) e a concentração mássica ( g L^-1 ).

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que o vinagre tem 4,00 % (m/m) de ácido acético e densidade de 0,995 g/mL. A matéria é Concentração de solução (percentuais e molaridade). Vamos precisar de:
  • Definição de % (m/m) (massa de soluto por massa de solução),
  • Relação densidade = massa/volume,
  • Definição de % (m/v) (massa de soluto por volume de solução),
  • Concentração mássica (g L⁻¹),
  • Concentração molar c = dfracnV junto com n = dfracmM e massa molar do ácido acético ( M = 60,05 g/mol).
A partir do próximo passo, vamos pôr a mão na massa.

Passo 2

Primeiro, descrever o que é 4,00 % (m/m): isso quer dizer que em cada 100,00 g de solução temos 4,00 g de ácido acético.
Para depois achar o volume que esses 100,00 g ocupam, uso a densidade:
rho = msoluçãoVsolução Rightarrow Vsolução = msoluçãorho = 100,00 g0,995 g/mL approx 100,50 mL çãçãçãçã

Passo 3

Agora, % (m/v) é a massa de soluto em gramas por 100 mL de solução. Temos 4,00 g em 100,50 mL, então em 100 mL teríamos:
$$ % (m/v) = \frac{4{,}00\ \mathrm{g}}{100{,}50\ \mathrm{mL}} \times 100\ \mathrm{mL}
\approx 3{,}98\ %\ (m/v). % (m/v) = 4,00 g100,50 mL times 100 mL approx 3,98 % (m/v) çãá¹áçãé C_{mássica} = \frac{4{,}00\ \mathrm{g}}{100{,}50\ \mathrm{mL}} \times 1000\ \mathrm{mL/L}
\approx 39{,}8\ \mathrm{g/L}. $$

Passo 4

Pra achar a concentração em mol L⁻¹, converto massa em mol e volume em litro.
Número de mols de ácido em 4,00 g:
$$ n = \frac{m}{M} = \frac{4{,}00\ \mathrm{g}}{60{,}05\ \mathrm{g/mol}}
\approx 0{,}0666\ \mathrm{mol}. n = mM = 4,00 g60,05 g/mol approx 0,0666 mol çãé c = \frac{n}{V} = \frac{0{,}0666\ \mathrm{mol}}{0{,}10050\ \mathrm{L}}
\approx 0{,}663\ \mathrm{mol/L}. $$

Resposta

Concentração molar: 0,663 mol/L
Título percentual (m/v): 3,98 % (m/v)
Concentração mássica: 39,8 g/L

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