Qual o volume de ácido acético que deve ser utilizado para preparar 250 mL de uma solução 1 \mathrm{mol} . \mathrm{L}^{-1} de ácido acético? Teor: 99,8 \% \mathrm{e} densidade 1,05 \mathrm{~g} . \mathrm{mL}^{-1}

Passo 1

O que o exercício pede: determinar o volume da solução comercial de ácido acético (com teor e densidade dadas) necessário para preparar 250\\ \mathrm{mL} de uma solução de ácido acético 1\\ \mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}.
Informações fornecidas:
  • Volume final desejado: 250\\ \mathrm{mL} (isto é, 0,250\\ \mathrm{L}).
  • Concentração desejada: 1\\ \mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}.
  • Teor (pureza) do ácido acético comercial: 99,8\% (isto é, 0,998 em fração de massa).
  • Densidade do ácido acético comercial: 1,05\\ \mathrm{g}\cdot\mathrm{mL}^{-1}.
  • Fórmula do ácido acético: CH_3COOH. Vamos usar massa molar aproximada \mathrm{M_m}=60,05\\ \mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1}.

Passo 2

Definir quantos mols de ácido acético puro são necessários. A definição de molaridade (concentração molar) é:
M=\frac{n}{V}
onde M é a molaridade em \mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}, n é o número de mols e V é o volume em litros. Reorganizando para achar n:
n = M\cdot V.
Aplicando os valores: M=1\\ \mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1} e V=0,250\\ \mathrm{L},
n = 1\cdot 0,250 = 0,250\\ \mathrm{mol}.
Ou seja, precisamos de 0,250\\ \mathrm{mol} de ácido acético puro.

Passo 3

Converter mols em massa de ácido acético puro. A relação é:
m_{\text{puro}} = n \cdot \mathrm{M_m},
onde \mathrm{M_m} é a massa molar em \mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1}. Usando \mathrm{M_m}=60,05\\ \mathrm{g}\cdot\mathrm{mol}^{-1} e n=0,250\\ \mathrm{mol},
m_{\text{puro}} = 0,250 \times 60,05 = 15,0125\\ \mathrm{g}.
Interpretação: para ter 0,250\\ \mathrm{mol} de ácido acético puro precisamos de 15,0125\\ \mathrm{g} de ácido acético puro.

Passo 4

Levar em conta o teor (pureza). O ácido comercial contém 99,8\% em massa de ácido acético puro, ou seja, cada grama da amostra comercial contém 0,998\\ \mathrm{g} de ácido acético puro. Então a massa da amostra comercial necessária é
m_{\text{comercial}} = \frac{m_{\text{puro}}}{\text{fração de pureza}} = \frac{15,0125}{0,998}.çã
Calculemos:
m_{\text{comercial}} = \frac{15,0125}{0,998} \approx 15,0426\\ \mathrm{g}.
Ou seja, precisamos de aproximadamente 15,0426\\ \mathrm{g} do ácido acético comercial (contendo impurezas, água, etc.) para obter 15,0125\\ \mathrm{g} de ácido puro.

Passo 5

Converter essa massa da amostra comercial em volume, usando a densidade. A definição de densidade é
d=\frac{m}{V}\quad\Rightarrow\quad V=\frac{m}{d},
onde d é em \mathrm{g}\cdot\mathrm{mL}^{-1}, m em \mathrm{g} e V em \mathrm{mL}. Usando m_{\text{comercial}}=15,0426\\ \mathrm{g} e d=1,05\\ \mathrm{g}\cdot\mathrm{mL}^{-1},
V=\frac{15,0426}{1,05}\approx 14,3263\\ \mathrm{mL}.
Portanto o volume de ácido acético comercial a medir é aproximadamente 14,3263\\ \mathrm{mL}.

Passo 6

Arredondamento e interpretação prática. Os dados fornecidos (densidade 1,05, teor 99,8\%) têm três algarismos significativos, então faz sentido apresentar o resultado com três algarismos significativos: 14,3\\ \mathrm{mL}. Na prática, meça algo em torno de 14,3\\ \mathrm{mL} de ácido acético puro (comercial) e dilua até 250\\ \mathrm{mL} para obter a solução 1\\ \mathrm{mol}\cdot\mathrm{L}^{-1}. Dica de laboratório: use pipeta ou proveta adequada e adicione o ácido ao solvente (água) devagar e com agitação, sempre adicionando ácido ao solvente, nunca o contrário.

Resposta

14,3\\ \mathrm{mL}

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