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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