Qual a concentração em g L de uma solução resultante da dissolução de 65 g de NaCl para um volume final de 260 mL?

Questão 3

(PUC-RJ) Uma solução de ácido clorídrico (HCl) 4,0 M foi misturada com outra solução do mesmo ácido (HCl) 1,5 M, obtendo-se 400 mililitros de solução 2,5 M. Os volumes em mililitros das soluções 4,0 M e 1,5 M de HCl que foram adicionadas são, respectivamente?

a) 120 e 280

b) 140 e 260

c) 160 e 240

d) 180 e 220

e) 200 e 200

Respostas

Resposta Questão 1

Letra d). Os dados fornecidos pelo exercício foram:

Solução 1:

Volume (V1) = 400 mL
Molaridade (M1) = 0,25 M

Solução 2:

Volume (V2) = 250 mL
Molaridade (M2) = 0,60 M

1º Passo: Calcular o volume final da solução somando os volumes das duas soluções:

VF = V1 + V1

VF = 400 + 250

VF = 650 mL

2º Passo: Utilizar os valores fornecidos na expressão para cálculo que envolva misturas de soluções com mesmo soluto:

M1.V1 + M2.V2 = MF.VF

0,25.400 + 0,60.250 = MF.650

100 + 150 = MF.650

250 = MF.650

MF = 250
        650

MF = 0,38 M

Resposta Questão 2

Letra c). Os dados fornecidos pelo exercício foram:

Solução 1:

Volume (V1) = 80 mL
Molaridade (M1) = 2 M

Solução 2:

Volume (V2) = 85 mL
Molaridade (M2) = 0,70 M

Solução 3:

Volume (V3) = 45 mL
Molaridade (M3) = 0,60 M

1º Passo: Calcular o volume final da solução somando os volumes das três soluções:

VF = V1 + V2 + V3

VF = 80 + 85 + 45

VF = 210 mL

2º Passo: Utilizar os valores fornecidos na expressão para cálculo que envolva misturas de soluções com mesmo soluto:

M1.V1 + M2.V2 + M3.V3 = MF.VF

2.80 + 0,70.85 + 0,60.45 = MF.210

160 + 59,5 + 27 = MF.210

246,5 = MF.210

MF = 246,5
         210

MF = 1,17 M

Resposta Questão 3

Letra c). Os dados fornecidos pelo exercício foram:

Solução 1:

Volume (V1) = x mL
Molaridade (M1) = 4 M

Solução 2:

Volume (V2) = y mL
Molaridade (M2) = 1,5 M

Solução final (obtida):

Volume (VF = 400 mL
Molaridade (MF) = 2,5 M

1º Passo: Montar a expressão para o volume final (fornecido) da solução somando os volumes (não fornecidos) das duas soluções:

VF = V1 + V2

400 = x + y

x= 400 - y

2º Passo: Utilizar os valores fornecidos na expressão para cálculo que envolva misturas de soluções com mesmo soluto para encontrar um dos volumes não fornecidos:

M1.V1 + M2.V2 + M3.V3 = MF.VF

4.x + 1,5.y = 2,5.400

4. (400-y) + 1,5y = 1000

1600 - 4y + 1,5y = 1000

1600 – 1000 = 4y – 1,5

600 = 2,5y

y = 600
      2,5

y = 240 mL (esse é o volume da solução 2)

3º Passo: Calcular o volume da solução 1 pela expressão do volume final montada no primeiro passo:

x = 400 – 240

x = 160 mL

Resposta Questão 4

Letra a). Os dados fornecidos pelo exercício foram:

Solução 1:

Volume (V1) = 200 mL
Molaridade (M1) = 0,50 M

Solução 2:

Volume (V2) = 300 mL
Molaridade (M2) = 0,20 M

1º Passo: Calcular o número de mol da solução 1 (n1) com os valores fornecidos na expressão da molaridade:

M = n1
      V

0,5 = n1
       0,2

n1 = 0,5.0,2

n1 = 0,1 mol

2º Passo: Calcular o número de mol na solução 2 (n2) utilizando os valores fornecidos na expressão da molaridade:

M = n2
     V

0,2 = n2
        0,3

n2 = 0,3.0,2

n2 = 0,06 mol

3º Passo: Utilizar os valores encontrados na expressão geral para cálculos em misturas de soluções com mesmo soluto:

n1 + n2 = nF

0,1 + 0,06 = nF

nF = 0,16 mol

Digamos que houvesse 5,0 g de sal (NaCl) em 500 mL de água e, depois de misturarmos bem, notássemos que o volume da solução havia permanecido em 500 mL. A partir desse experimento, conseguimos encontrar os seguintes dados:

Massa do soluto (m1) = 5,0 g

Volume do solvente (V2)= 500 mL

Volume da solução (V) = 500,0 mL

Observe que o índice 1 é usado para se referir ao soluto, o índice 2 para se referir ao solvente e quando nos referimos à solução, usamos o índice.

Se colocássemos mais sal dissolvido nessa mesma quantidade de água, diríamos que a solução estaria ficando mais concentrada. O contrário também é verdadeiro, isto é, se tivéssemos dissolvido uma massa menor de sal nesse mesmo volume de solução, a concentração seria menor.

Portanto, podemos concluir que a concentração comum (C) ou concentração em massa de uma solução química é a relação que existe entre a massa do soluto (m1) e o volume da solução (V).

Podemos calcular a concentração comum por meio da seguinte fórmula matemática:

Vamos usar essa fórmula para descobrir qual é a concentração da solução citada no início, antes, porém, veja quais são as unidades usadas no Sistema Internacional de Unidades (SI):

m1=  grama (g)
V = litro (L)
C = g/L

Veja que a unidade do volume é em litro, portanto, precisamos transformar o volume da solução, que está em mL (mililitros), para litros (L):

1 L ----------- 1000 mL
x    ----------- 500 mL

x = 0,5 L

Agora sim podemos substituir esses dados na fórmula:

C = m1
         v

C = _5,0 g
           0,5 L

C = 10 g/L

Isso significa que em cada litro da solução existem 10 g de sal.

A unidade no SI para a Concentração Comum é g/L. No entanto, pode-se expressar essa grandeza utilizando outras unidades que também mostrem a relação entre a massa do soluto e o volume da solução, tais como: g/mL, g/m3, mg/L, kg/mL etc.

Voltando novamente à solução preparada de NaCl, digamos que a dividíssemos em três alíquotas, ou seja, três amostras diferentes da solução, que conteriam respectivamente 0,1 L, 0,3 L e 0,4 L. Podemos descobrir a massa de NaCl dissolvida em cada uma dessas alíquotas por meio de uma regra de três simples:

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1ª alíquota:                              2ª alíquota:                              3ª alíquota:

0,5 L ----- 5,0 g                                   0,5 L ----- 5,0 g                                   0,5 L ----- 5,0 g
0,1 L ----- y                             0,3 L ----- w                            0,4 L ----- z
y = 1,0 g                                 w = 3,0 g                                 z = 4,0 g

Agora, veja o que acontece se calcularmos novamente a concentração comum para cada uma dessas alíquotas:

1ª alíquota:                              2ª alíquota:                              3ª alíquota:

C = _1,0 g                               C = _3,0 g                               C = _4,0 g
         0,1 L                                        0,3 L                                     0,4 L
C = 10 g/L                              C = 10 g/L                              C = 10 g/L

Observou? A concentração é a mesma que a concentração inicial. Se não alterarmos a quantidade de soluto nem de solvente, a concentração será a mesma em qualquer alíquota da solução. Isso acontece porque, se por um lado o volume é menor, a massa de soluto dissolvido também é menor, de modo proporcional. Assim, a concentração em massa não depende da quantidade da solução.

 A concentração comum é muito utilizada no cotidiano. Por exemplo, o Código Nacional de Trânsito antigamente previa penalização para quem apresentasse a concentração de álcool no sangue igual ou acima de 0,6 g/L . Atualmente, qualquer quantidade de álcool no sangue que for identificada no teste do bafômetro pode levar às penalidades previstas em lei. Veja o texto Princípio Químico do Bafômetro para entender como a concentração de álcool no sangue afeta uma pessoa e como o bafômetro detecta isso.

Além disso, os rótulos nutricionais de muitos alimentos, medicamentos e materiais de limpeza e higiene, que são líquidos,trazem a concentração de seus componentes dissolvidos. Por exemplo, no rótulo abaixo, diz que em 100 mL do alimento tem 9,0 g de carboidratos.

Veja então qual é a concentração de carboidrato nesse alimento:

C = m1
         v

C = _9,0 g
         0,1 L

C = 90 g/L

Isso quer dizer que para cada litro do alimento em questão, serão ingeridos 90 gramas de carboidratos.

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