Questão 8: Qual é a concentração final de uma solução preparada a partir da adição de 10 mL de solução de
em 490 mL de água destilada. Qual é a concentração de potássio nessa solução?
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Calcular a concentração final da solução após adicionar
de solução de em de água destilada. - Calcular a concentração de potássio (
) nessa solução final.
Informações dadas:
- Volume da solução de
adicionada: . - Concentração inicial da solução de
: . - Volume de água destilada:
. - Pressuposição implícita: volumes somam (não há mudança de volume por mistura significativa), então volume final
.
Passo 2
Entendendo o plano (sem resolver ainda):
- Primeiro vou calcular a massa (quantidade de soluto, em mg) de
que foi adicionada. Para isso uso a relação massa concentração volume quando concentração está em e volume em . - Depois divido essa massa pelo volume total da mistura (em
) para obter a concentração final de em . - Para achar a concentração de potássio, uso a fração de massa do
no (obtida pelas massas molares) e aplico essa fração à massa total de adicionada; aí divido pelo volume total para obter a concentração de .
Passo 3
Converter volumes para litros (porque a concentração está em
):
-
. -
. - Volume final
(ou ).
Passo 4
Calcular a massa de
adicionada usando
.
- A concentração inicial é
. - O volume adicionado é
.
Logo,
Explicação curta: multiplicamos mg/L por L e sobram mg, que é a massa de
adicionada.
Passo 5
Calcular a concentração final de
dividindo a massa pelo volume final:
Interpretação: depois de diluir, a solução fica com
de
por litro.
Passo 6
Agora vamos achar a concentração de potássio. Ideia: transformar a massa de
em massa de
usando a fração de massa do potássio no sal.
Explicando massa molar e fração de massa (aula rápida):
- Massa atômica aproximada:
, . - Massa molar do
: - Fração de massa do potássio em
:
Significado: essa fração diz que, de cada grama de
, a parte correspondente a
é essa fração.
Passo 7
Calcular numericamente a fração e a massa de
adicionada:
Então a massa de potássio adicionada é
Explicação: multiplicamos a massa total de
pela fração para obter só a parte que é potássio.
Passo 8
Dividir a massa de potássio pelo volume final para obter a concentração de
:
Arredondando com sentido prático (duas ou três casas significativas):
.
Passo 9
Resumo dos resultados e verificação rápida de ordem de grandeza: a concentração inicial era
, mas só adicionamos
do litro (0,01 L) e diluímos em 0,5 L, então faz sentido que a concentração final seja bem menor (
). A fração do potássio no sal é cerca de metade, logo a concentração de potássio fica perto de metade de
, o que confere com os cálculos.
Resposta
Concentração final de
:
Concentração de potássio ( ):
Concentração de potássio (