(UNESP) Os frascos utilizados no acondicionamento de soluções de ácido clorídrico comercial, também conhecido como ácido muriático, apresentam as seguintes informações em seus rótulos: solução 20 \% \mathrm{~m} / \mathrm{m} (massa percentual); densidade =1,10 \mathrm{~g} / \mathrm{mL}; massa molar =36,50 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}. Com base nessas informações, a concentração da solução comercial desse ácido será
a) 7 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.
b) 6 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}
c) 5 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.
d) 4 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}.

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações:
  • Solução: 20\%\\ \text{m}/\text{m} (massa percentual).
  • Densidade da solução: \rho = 1,10\\ \mathrm{g}/\mathrm{mL}.
  • Massa molar do \mathrm{HCl}: M = 36,50\\ \mathrm{g}/\mathrm{mol}.
O que o enunciado pede:
  • Determinar a concentração da solução em \mathrm{mol}/\mathrm{L} (molaridade).

Passo 2

Entendendo a massa percentual \%\,\text{m}/\text{m}: por definição,
\%\,\text{m}/\text{m} = \frac{\text{massa do soluto}}{\text{massa da solução}}\times100.çã
Logo, uma solução com 20\%\\ \text{m}/\text{m} significa que em cada 100\\ \mathrm{g} de solução há 20\\ \mathrm{g} de \mathrm{HCl}.

Passo 3

Usar a densidade para relacionar massa e volume. A densidade é dada por
\rho=\frac{\text{massa da solução}}{\text{volume da solução}}.çãçã
Para achar a molaridade (mol por litro) é conveniente tomar como base 1\\ \text{L} de solução, ou seja 1000\\ \mathrm{mL}. Então a massa de 1\\ \text{L} de solução é
\text{massa}_{1\\ \text{L}}=\rho\times V = 1,10\\ \mathrm{g}/\mathrm{mL}\times 1000\\ \mathrm{mL}=1100\\ \mathrm{g}.

Passo 4

A partir da massa total de 1\\ \text{L} (que é 1100\\ \mathrm{g}), calculamos a massa de \mathrm{HCl} presente usando os 20\% m/m:
\text{massa de HCl em 1 L} = 0{,}20 \times 1100\\ \mathrm{g} = 220\\ \mathrm{g}.

Passo 5

Converter massa de \mathrm{HCl} em mols usando a massa molar. A relação é
n=\frac{m}{M},
onde n é o número de mols, m a massa em gramas e M a massa molar em \mathrm{g}/\mathrm{mol}. Aplicando:
n=\frac{220\\ \mathrm{g}}{36{,}50\\ \mathrm{g}/\mathrm{mol}}.
Uma observação rápida que facilita o cálculo: 36{,}50\times 6 = 219{,}00, portanto
n\approx 6{,}03\\ \text{mol}.

Passo 6

A molaridade (concentração em \mathrm{mol}/\mathrm{L}) é o número de mols de soluto por litro de solução. Como calculamos o número de mols presente em 1\\ \text{L}, a concentração é aproximadamente
\boxed{6{,}03\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}}.
Arredondando para a opção da prova, fica 6\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.

Resposta

b) 6\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}

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