Questão \mathrm{n}^{\circ} 4:

Calcule a molaridade ( \mathrm{mol} / \mathrm{L} ) de uma solução aquosa preparada quando 200 mg de cloreto de sódio (\mathrm{NaCl}, Massa molar =58,5 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}) são dissolvidos em água em um balão volumétrico para preparar 50 mL de uma solução aquosa de cloreto de sódio.
O ácido clorídrico (HCl) concentrado é vendido como uma solução aquosa de concentração 37% em massa ( \mathrm{p} / \mathrm{p} ) e densidade 1,18 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}. Que volume de ácido clorídrico concentrado deve ser medido para preparar 500,00 \mathrm{~mL} de uma solução aquosa de ácido clorídrico de concentração 0,22 \mathrm{mol} / \mathrm{L} ? Dado: Massa Molar do \mathrm{HCl}=36,5 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}.

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  1. a molaridade de uma solução aquosa de NaCl em que se dissolvem 200\:\mathrm{mg} de NaCl (MM =58{,}5\:\mathrm{g/mol}) para formar 50{,}0\:\mathrm{mL} de solução;
  2. o volume de HCl concentrado ( 37\% m/m, densidade 1{,}18\:\mathrm{g/mL}, MM =36{,}5\:\mathrm{g/mol}) necessário para preparar 500{,}00\:\mathrm{mL} de solução 0{,}22\:\mathrm{mol/L}.
    Vamos usar definição de molaridade, conversões de unidades, cálculo de moles e relação massa-fração/densidade.

Passo 2

Para a solução de NaCl:
– convertemos a massa para gramas: 200\:\mathrm{mg}=0{,}200\:\mathrm{g}.
– calculamos o número de mols:
n = \frac{0{,}200\:\mathrm{g}}{58{,}5\:\mathrm{g/mol}} = 0{,}00342\:\mathrm{mol}.
– o volume em litros é 50{,}0\:\mathrm{mL}=0{,}0500\:\mathrm{L}.
– a molaridade é
M = \frac{n}{V} = \frac{0{,}00342\:\mathrm{mol}}{0{,}0500\:\mathrm{L}} = 0{,}0684\:\mathrm{mol/L}.

Passo 3

Para a solução de HCl desejada:
– volume final V_f=500{,}00\:\mathrm{mL}=0{,}50000\:\mathrm{L} e concentração desejada 0{,}22\:\mathrm{mol/L}.
– moles de HCl necessários:
n_{\mathrm{HCl}} = M\,V_f = 0{,}22\:\mathrm{mol/L}\times0{,}50000\:\mathrm{L} = 0{,}11000\:\mathrm{mol}.
– massa de HCl pura correspondente:
m_{\mathrm{HCl}} = n_{\mathrm{HCl}}\times MM = 0{,}11000\:\mathrm{mol}\times36{,}5\:\mathrm{g/mol} = 4{,}015\:\mathrm{g}.

Passo 4

Como o ácido concentrado é 37\% m/m, cada grama de solução contém 0{,}37\:\mathrm{g} de HCl puro. Logo a massa de solução concentrada necessária é
m_{\text{solução}} = \frac{m_{\mathrm{HCl}}}{0{,}37} = \frac{4{,}015\:\mathrm{g}}{0{,}37} = 10{,}85\:\mathrm{g}.çã
Convertendo em volume pelo valor da densidade ( d=1{,}18\:\mathrm{g/mL}):
V_{\text{conc}} = \frac{m_{\text{solução}}}{d} = \frac{10{,}85\:\mathrm{g}}{1{,}18\:\mathrm{g/mL}} = 9{,}20\:\mathrm{mL}.çã

Resposta

Molaridade da solução de NaCl: 0{,}0684\:\mathrm{mol/L}.
Volume de HCl concentrado a medir: 9{,}20\:\mathrm{mL}.

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