NaOH (aq) 20 g/l 500 ml

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1 Química Frente I itor Terra Lista 7 Soluções Concentração de Soluções RESUMO amos adotar a seguinte convenção: - quantidades relativas ao soluto possuem índice 1 Exemplo: n1 é o número de mols de soluto - quantidades relativas ao solvente possuem índice 2 Exemplo: m2 é a massa de solvente - quantidades relativas à solução não apresentam índice Exemplo: é o volume da solução Concentração comum Concentração molar ou molaridade Nesse caso, o volume da solução deve estar em litros (L) Título em massa / porcentagem em massa O título é um número adimensional entre 0 e 1. Pode ser expresso como um número decimal, em porcentagem (% 10-2 ), em partes por milhão (ppm 10-6 ) e em partes por bilhão (ppb 10-9 ). Exemplo: 0, ,004 % 40 ppm ppb Título em volume / porcentagem em volume Densidade da solução C m 1 M n 1 m 1 M 1 τ m 1 m τ 1 d m m 1 + m 2 EXERCÍCIOS DE REISÃO Os exercícios de revisão estão resolvidos no final da lista. 1. Uma determinada solução em um laboratório de química apresenta o seguinte rótulo: NaOH (aq) 20 g/l 500 ml Dadas as massas molares (em g/mol): H 1, O 16, Na 23, determine: a) qual é o soluto; b) qual é o solvente; c) o volume da solução, em L; d) a massa de soluto na solução, em g; e) o volume de solução que deve ser separado para obter 2 g de soluto, em ml; f) a concentração da solução, em mol/l; g) a porcentagem em massa de soluto na solução, dado que a densidade da água é 1,0 g/ml; h) a densidade da solução, em g/ml. 2. (Unesp) Durante este ano (2010), no período de vacinação contra a gripe A (H1N1), surgiram comentários infundados de que a vacina utilizada, por conter mercúrio (metal pesado), seria prejudicial à saúde. As autoridades esclareceram que a quantidade de mercúrio, na forma do composto tiomersal, utilizado como conservante, é muito pequena. Se uma dose dessa vacina, com volume igual a 0,5 ml, contém 0,02 mg de Hg, calcule a quantidade de matéria (em mol) de mercúrio em um litro da vacina. Dado: Massa molar do Hg 200 g mol 1. EXERCÍCIOS PROPOSTOS Tarefa mínima: 1, 2, 5, 11, 18, 19, 23, 26 Os exercícios da apostila são referentes às seguintes aulas da frente 4: - Aula 4 Concentração de soluções I - Aula 5 Concentração de soluções II 1. (ENEM) Atividade proposta n 10, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p (Mackenzie) Atividade proposta n 1, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p (Unesp) Atividade para sala n 3, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p. 98 CASD estibulares Química Soluções 1

2 4. Atividade proposta n 5, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p (ENEM) Atividade proposta n 1, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p Atividade proposta n 7, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p. 95/96 7. Atividade proposta n 8, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p. 95/96 8. (ITA) Atividade para sala n 2, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p (UFRJ - Adaptada) Atividade proposta n 4, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p Atividade para sala n 4, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p Atividade para sala n 2, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p (Unifesp) Em intervenções cirúrgicas, é comum aplicar uma tintura de iodo na região do corpo onde será feita a incisão. A utilização desse produto deve-se à sua ação antisséptica e bactericida. Para 5 litros de etanol, densidade 0,8 g/ml, a massa de iodo sólido, em gramas, que deverá ser utilizada para obter uma solução que contém 0,50 mol de I2 para cada quilograma de álcool, será de a) 635. b) 508. c) 381. d) 254. e) (Fuvest) Um estudante utilizou um programa de computador para testar seus conhecimentos sobre concentração de soluções. No programa de simulação, ele deveria escolher um soluto para dissolver em água, a quantidade desse soluto, em mol, e o volume da solução. Uma vez escolhidos os valores desses parâmetros, o programa apresenta, em um mostrador, a concentração da solução. A tela inicial do simulador é mostrada a seguir. 12. (ENEM) Atividade proposta n 9, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p Atividade proposta n 4, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p. 99 (obs: leia-se nanogramas em vez de monogramas ) 14. Atividade proposta n 10, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p (Unesp) Atividade proposta n 6, livro 1, frente 4, aula 4, 1ª p Atividade proposta n 8, livro 1, frente 4, aula 5, 1ª p (Unesp) O teor de vitamina C em uma determinada bebida de soja com sabor morango foi determinado como sendo de 30 mg em uma porção de 200 ml. Dada a massa molar da vitamina C, 176 g.mol -1, qual a sua concentração nessa bebida, em mmol L -1? a) 0,15. b) 0,17. c) 0,85. d) 8,5. e) (Unifesp) A contaminação de águas e solos por metais pesados tem recebido grande atenção dos ambientalistas, devido à toxicidade desses metais ao meio aquático, às plantas, aos animais e à vida humana. Dentre os metais pesados há o chumbo, que é um elemento relativamente abundante na crosta terrestre, tendo uma concentração ao redor de 20 ppm (partes por milhão). Uma amostra de 100 g da crosta terrestre contém um valor médio, em mg de chumbo, igual a a) 20. b) 10. c) 5. d) 2. e) 1. O estudante escolheu um soluto e moveu os cursores A e B até que o mostrador de concentração indicasse o valor 0,50 mol/l Quando esse valor foi atingido, os cursores A e B poderiam estar como mostrado em a) b) c) d) e) CASD estibulares Química Soluções 2

3 21. (ENEM) Diesel é uma mistura de hidrocarbonetos que também apresenta enxofre em sua composição. Esse enxofre é um componente indesejável, pois o trióxido de enxofre gerado é um dos grandes causadores da chuva ácida. Nos anos 1980, não havia regulamentação e era utilizado óleo diesel com ppm de enxofre. Em 2009, o diesel passou a ter 1800 ppm de enxofre (S1800) e, em seguida, foi inserido no mercado o diesel S500 (500 ppm). Em 2012, foi difundido o diesel S50, com 50 ppm de enxofre em sua composição. Atualmente, é produzido um diesel com teores de enxofre ainda menores. Os Impactos da má qualidade do óleo diesel brasileiro. Disponível em: Acesso em: 20 dez (adaptado). A substituição do diesel usado nos anos 1980 por aquele difundido em 2012 permitiu uma redução percentual de emissão de SO3 de a) 86,2%. b) 96,2%. c) 97,2%. d) 99,6%. e) 99,9%. 22. (ENEM) A utilização de processos de biorremediação de resíduos gerados pela combustão incompleta de compostos orgânicos tem se tornado crescente, visando minimizar a poluição ambiental. Para a ocorrência de resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua concentração em até 30 mg/kg para solo agrícola e 0,14 mg/l para água subterrânea. A quantificação desse resíduo foi realizada em diferentes ambientes, utilizandose amostras de 500 g de solo e 100 ml de água, conforme apresentado no quadro. Ambiente Resíduo de naftaleno (g) Solo l 1,0 x 10-2 Solo li 2,0 x 10-2 Água I 7,0 x 10-6 Água II 8,0 x 10-6 Água III 9,0 x 10-6 O ambiente que necessita de biorremediação é o (a) a) solo I. b) solo II. c) água I. d) água II. e) água III. 23. (UFRGS) Soluções formadas por constituintes líquidos costumam ter sua concentração expressa em porcentagem de volume. Em soluções alcoólicas, essa porcentagem é indicada em GL (graus Gay-Lussac). No rótulo de um vinho produzido na serra gaúcha, lê-se que o teor de álcool (etanol) é de 13 GL. Isso significa que, a) em 130 ml desse vinho, existem 100 ml de etanol. b) em 870 ml desse vinho, existem 100 ml de etanol. c) em 870 ml desse vinho, existem 130 ml de etanol. d) em 1000 ml desse vinho, existem 130 ml de etanol. e) em 1000 ml desse vinho, existem 870 ml de etanol. 24. (PUC-RS) Analise as concentrações dos íons abaixo, que estão expressas, em mmol/l, no rótulo de uma amostra de leite. 1 Potássio (K + ) 35,3 2 Sódio (Na + ) 25,2 3 Cálcio (Ca 2+ ) 30,1 A ordem crescente das concentrações dos íons presentes no leite, em mg/l, é a) 1, 2, 3 b) 1, 3, 2 c) 2, 1, 3 d) 2, 3, 1 e) 3, 1, (UFRGS) A dose adequada de paracetamol para uma criança com febre é de 12 mg kg -1. Sabendo que o paracetamol de uso pediátrico tem concentração de 200 mg ml -1 e que 20 gotas perfazem 1 ml, quantas gotas um pediatra receitaria para uma criança que pesa 30 kg? a) 50 gotas. b) 36 gotas. c) 30 gotas. d) 20 gotas. e) 18 gotas. 26. (UFSM-RS) Sal, vilão ou mocinho? Substância imprescindível ao equilíbrio das funções orgânicas, o cloreto de sódio pode produzir efeitos indesejados se consumido em excesso. A demanda natural desse composto fez com que ele superasse o ouro como valor estratégico e fosse base para remunerar o trabalho. Tanto os íons Na + como os Cl - são essenciais para a manutenção da vida animal, controlando o volume de líquidos e a manutenção da pressão arterial. Fonte: Scientific American Brasil, Ano II, n. 16, p. 50, (adaptado) O sal apresenta inúmeras utilidades, sendo considerado o mais antigo aditivo alimentar. Dentre os usos do NaCl destaca-se o soro fisiológico, uma solução 0,9 % de cloreto de sódio. Com base nessas informações, e correto afirmar que a solução é do tipo a) eletrolítica e a concentração do sal é de 0,015 mol/l b) não eletrolítica e a concentração do sal é de 0,900 mol/l c) eletrolítica e a concentração do sal é de 0,900 mol/l d) não eletrolítica e a concentração do sal é de 0,154 mol/l e) eletrolítica e a concentração do sal é de 0,154 mol/l 27. (UFG-GO) O monitoramento da concentração de glicose (C6H12O6) plasmática é um exame clínico importante na medicina preventiva, sendo o diagnóstico considerado normoglicêmico (regular) quando os valores da concentração encontram-se entre 70 e 100 mg/dl. Os exames de dois pacientes confirmaram a concentração de glicose em 1,8 x 10-3 mol/l (paciente 1) e 5,4 x 10-3 mol/l CASD estibulares Química Soluções 3

4 (paciente 2). Diante destas informações, o diagnóstico dos pacientes 1 e 2 indica, respectivamente, um quadro: a) hipoglicêmico e hiperglicêmico. b) hipoglicêmico e normoglicêmico. c) normoglicêmico e hiperglicêmico. d) normoglicêmico e hipoglicêmico. e) hiperglicêmico e hipoglicêmico. 28. (Fuvest) Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão "diet" e outra na versão comum. Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 ml) e têm a mesma massa quando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: a versão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão "diet" não contêm açúcar (apenas massa desprezível de um adoçante artificial). Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados: Amostra massa (g) lata com refrigerante comum 331,2 lata com refrigerante diet 316,2 Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em g/l, de açúcar no refrigerante comum é de, aproximadamente, a) 0,020 b) 0,050 c) 1,1 d) 20 e) (Unesp) Há décadas são conhecidos os efeitos da fluoretação da água na prevenção da cárie dentária. Porém, o excesso de fluoreto pode causar a fluorose, levando, em alguns casos, à perda dos dentes. Em regiões onde o subsolo é rico em fluorita (CaF2), a água subterrânea, em contato com ela, pode dissolvê-la parcialmente. Considere que o MP (alor Máximo Permitido) para o teor de fluoreto (F - ) na água potável é 1,0 mg.l -1 e que uma solução saturada em CaF2, nas condições normais, apresenta 0,0016 % em massa (massa de soluto/massa de solução) deste composto, com densidade igual a 1,0 g.cm -3. Dadas as massas molares, em g.mol -1, Ca 40 e F 19, é correto afirmar que, nessas condições, a água subterrânea em contato com a fluorita: a) nunca apresentará um teor de F - superior ao MP. b) pode apresentar um teor de F - até cerca de 8 vezes maior que o MP. c) pode apresentar um teor de F - até cerca de 80 vezes maior que o MP. d) pode apresentar um teor de F - até cerca de 800 vezes maior que o MP. e) pode apresentar valores próximos a 10-1 mol.l -1 em F (Unifesp) O índice de gasolina em não-conformidade com as especificações da ANP (Agência Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) é um dado preocupante, já que alguns postos estavam vendendo gasolina com mais de 85 % de álcool anidro. Todo posto de gasolina deve ter um kit para testar a qualidade da gasolina, quando solicitado pelo consumidor. Um dos testes mais simples, o "teste da proveta", disposto na Resolução ANP n. 9, de 7 de março de 2007, é feito com solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) na concentração de 10 % p/v (100 g de sal para cada litro de água). O teste consiste em colocar 50 ml de gasolina numa proveta de 100 ml com tampa, completar o volume com 50 ml da solução de cloreto de sódio, misturar por meio de 10 inversões e, após 15 minutos de repouso, fazer a leitura da fase aquosa. O cálculo do teor de álcool é determinado pela expressão: T (A 2) + 1, onde: T: teor de álcool na gasolina, e A: aumento em volume da camada aquosa (álcool e água). O teste aplicado em uma amostra X de gasolina de um determinado posto indicou o teor de 53 %. O volume, em ml, da fase aquosa obtida quando o teste foi realizado corretamente com a amostra X foi a) 76. b) 53. c) 40. d) 26. e) (ENEM) A varfarina é um fármaco que diminui a agregação plaquetária, e por isso é utilizada como anticoagulante, desde que esteja presente no plasma, com uma concentração superior a 1,0 mg/l. Entretanto, concentrações plasmáticas superiores a 4,0 mg/l podem desencadear hemorragias. As moléculas desse fármaco ficam retidas no espaço intravascular e dissolvidas exclusivamente no plasma, que representa aproximadamente 60 % do sangue em volume. Em um medicamento, a varfarina é administrada por via intravenosa na forma de solução aquosa, com concentração de 3,0 mg/ml. Um indivíduo adulto, com volume sanguíneo total de 5,0 L, será submetido a um tratamento com solução injetável desse medicamento. Qual é o máximo volume da solução do medicamento que pode ser administrado a esse indivíduo, pela via intravenosa, de maneira que não ocorram hemorragias causadas pelo anticoagulante? a) 1,0 ml b) 1,7 ml c) 2,7 ml d) 4,0 ml e) 6,7 ml 32. (ENEM) Todos os organismos necessitam de água e grande parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os processos biológicos, como respiração e fotossíntese, exercem profunda influência na química das águas naturais em todo o planeta. O oxigênio é ator dominante na química e na bioquímica da hidrosfera. Devido a sua baixa solubilidade em água (9,0 mg/l a 20 C) a disponibilidade de oxigênio nos ecossistemas aquáticos estabelece o limite entre a vida aeróbica e anaeróbica. Nesse contexto, um parâmetro chamado Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) foi definido para medir a CASD estibulares Química Soluções 4

5 quantidade de matéria orgânica presente em um sistema hídrico. A DBO corresponde à massa de O2 em miligramas necessária para realizar a oxidação total do carbono orgânico em um litro de água. BAIRD, C. Química Ambiental. Ed. Bookman, 2005 (adaptado). Dados: Massas molares em g/mol: C 12; H 1; O 16. Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH2O e massa molar igual a 30 g/mol) são dissolvidos em um litro de água; em quanto a DBO será aumentada? a) 0,4 mg de O2/litro b) 1,7 mg de O2/litro c) 2,7 mg de O2/litro d) 9,4 mg de O2/litro e) 10,7 mg de O2/litro 33. (Unesp) Uma solução foi preparada com 17,5 g de sulfato de potássio (K2SO4) e água suficiente para obter 500 ml de solução. Determine a concentração em mol/l dos íons potássio e dos íons sulfato na solução. Massas molares em g/mol: K 39, S 32, O (Unicamp) Enquanto estudavam a ficha cadastral do vigia, Estrondosa e Rango resolveram tomar um refrigerante. Numa tina com água e gelo havia garrafinhas plásticas de um mesmo refrigerante "diet" e comum. O refrigerante comum contém sacarose. O "diet" é adoçado com substâncias que podem ser até 500 vezes mais doces do que a sacarose. Sem se preocupar com os rótulos, que haviam se soltado, Rango pegou duas garrafas que estavam bem à tona, desprezando as que estavam mais afundadas na água. Considere que um refrigerante é constituído, essencialmente, de água e de um adoçante, que pode ser sacarose ou outra substância, já que, para um mesmo refrigerante, todos os outros constituintes são mantidos constantes. A figura mostra os dados relativos à massa de refrigerante em função do seu volume. Sabe-se, também, que em 100 ml de refrigerante comum há 13 g de sacarose. 35. (Unicamp) A maturação e o amaciamento da carne bovina podem ser conseguidos pela adição de uma solução de cloreto de cálcio di-hidratado na concentração de 0,18 mol por litro. Obtém-se um melhor resultado injetando-se 50 mililitros dessa solução em 1 quilograma de carne. Concentrações mais elevadas de cloreto de cálcio interferem no sabor e na textura da carne, comprometendo sua qualidade. a) Considerando o enunciado acima, que massa de cloreto de cálcio di-hidratado seria necessária para se obter o melhor resultado da maturação de 1 kg de carne bovina? b) Sabendo-se que o íon cálcio é quem ativa o sistema enzimático responsável pelo amaciamento da carne, caso o cloreto de cálcio di-hidratado fosse substituído por cloreto de cálcio anidro, na mesma concentração (mol/l), o resultado obtido no processo seria o mesmo? Responda sim ou não e justifique sua resposta levando em conta apenas o aspecto estequiométrico dessa substituição. 36. (Unicamp) Quando uma pessoa ingere bebida alcoólica, cerca de 90% do álcool ingerido é absorvido no trato digestivo, na primeira hora. Esse álcool passa para a corrente sanguínea e é metabolizado no fígado. Sua eliminação, no entanto, leva muito mais tempo e é isso que torna ilegal uma pessoa dirigir nessa condição. O gráfico abaixo mostra a concentração média de álcool no sangue em função do tempo, após um consumo rápido de 1, 2, 3 e 4 doses de destilado. a) De acordo com o gráfico, se uma pessoa ingere 4 doses de destilado, após quanto tempo a velocidade de metabolização do álcool será maior que a velocidade da absorção para a corrente sanguínea? Explique. b) Um teste do bafômetro realizado duas horas após a ingestão de destilado acusou a presença de 0,019 miligramas de álcool por litro de ar expirado por um condutor. Considerando essas informações, e as contidas no gráfico, determine quantas doses de destilado o condutor havia ingerido. Justifique. Dado: A proporção entre as concentrações de álcool (sangue: ar expirado) é de 2300:1. a) Qual das curvas, A ou B, corresponde ao tipo de refrigerante escolhido por Rango? Justifique. b) Calcule a porcentagem em massa de sacarose no refrigerante comum. Explicite como obteve o resultado. CASD estibulares Química Soluções 5

6 RESOLUÇÃO DOS EXERCÍCIOS DE REISÃO 1. a) A única substância indicada no rótulo do frasco é o NaOH. Logo, entende-se que este seja o soluto. b) Observe o (aq) indicado ao lado da fórmula do soluto. Isso indica que ele está em solução aquosa. Logo, o solvente é a água. c) O volume indicado no rótulo (500 ml) é o volume da solução. Como 1 ml 0,001 L, então o volume da solução (em litros) é 0,5 L. d) O valor 20 g/l é a concentração comum da solução: C 20 g/l. Em outras palavras, existem 20 g de NaOH para cada litro de solução. Como o volume da solução é 0,5 L, podemos descobrir a massa de soluto (m1) da seguinte forma: C m 1 m 1 C m 1 20 g/l 0,5 L 20 0,5 g 10 g Obs: por que 20 g/l não poderia ser a densidade da solução? Lembre-se de que se trata de uma solução aquosa, e a densidade da água líquida é 1000 g/l. Considerando que o volume da solução varia muito pouco com a adição de soluto sólido (como o NaOH), a densidade da solução deve ser maior do que 1000 g/l. e) Agora a questão pede qual é o volume de solução que contém 2 g de soluto. Note que 1000 ml de solução contêm 20 g de soluto. Logo, o volume de solução que contém 2 g de soluto é 10 vezes menor do que 1000 ml, ou seja, 100 ml. Alternativamente, podemos usar a expressão da concentração comum, só que agora queremos saber qual o volume que contém m1 2 g de soluto: C m 1 m 1 C 2 g 20 g/l 2 L 0,1 L 100 ml 20 f) Para achar a concentração da solução em mol/l, basta dividir a concentração em g/l pela massa molar. eja: M n 1 m m 1 1 M 1 C M 1 M 1 Massa molar do NaOH: M g/mol Logo, a concentração em mol/l é: M 20 g/l 40 g/mol 20 mol/l 0, 5 mol/l 40 Como o soluto é o NaOH, também podemos escrever a sua concentração em mol/l da seguinte forma: [NaOH] 0,5 mol/l. g) Como a densidade da água líquida é 1 g/ml, ou 1000 g/l, então 1 L de água tem 1000 g. Considerando que o volume praticamente não se altera com a adição de 20 g de NaOH, então 1 L de solução tem 1000 g de solvente. Só que 1 L de solução contém 20 g de NaOH. Assim, 1 L de solução tem 1000 g de solvente e 20 g de soluto, ou seja 1020 g no total. Desses 1020 g, 20 g são de NaOH. Assim, a porcentagem em massa do soluto (ou título, dado em porcentagem) é: τ m 1 m 20 g 0,0196 1, 96 % 1020 g Note que só foi possível determinar o título ao assumir que o volume da solução é aproximadamente igual ao volume do solvente. Essa aproximação é boa somente para soluções diluídas, ou seja, quando a densidade da solução é próxima da densidade do solvente (nesse caso, é a densidade da água: 1 g/ml) h) Do item anterior, 1 L de solução tem 1020 g no total. Assim, a densidade da solução é: d m 1020 g 1 L 1020 g 1, 02 g/ml 1000 ml Conforme esperado, a densidade da solução é muito próxima da densidade do solvente (1 g/ml) 2. Número de mols de Hg em uma dose da vacina: n 1 m 1 0,02 mg M g/mol g mol g/mol Concentração de Hg em mol/l na vacina: M n mol 0,5 ml 10 7 mol 0, L mol/l Logo, 1 L da vacina contém mol de Hg. DICAS PARA OS EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. Calcule a concentração de cafeína (em mg/ml, que é a mesma coisa que g/l) de cada uma das bebidas e veja qual é o menor valor. Por exemplo, para o café expresso: C m mg 80 ml 1,5 mg/ml 1,5 g/l 2. Para achar a concentração em mg/l, é só multiplicar a concentração em mol/l pela massa molar do soluto (em g/mol) e passar g para mg. eja: C MM 1 (4, mol/l) (19 g/mol) C 4, g/l 4, mg/l CASD estibulares Química Soluções 6

7 3. Esta questão é parecida com a anterior, só que esta pede a concentração de fluoreto de sódio, não apenas de fluoreto. A fórmula do fluoreto de sódio é NaF, portanto sua massa molar é g/mol. 4. A substância mais tóxica é aquela que é letal na menor concentração, ou seja, aquela que possui o menor valor de DL50. Atenção para as unidades: alguns valores de DL50 estão em g/kg, outros em mg/kg. Além disso, entende-se que g/kg signifique, nesse contexto, g de substância por kg de massa corpórea. M n 1 5. O número de mols de sacarose (n1) é: n 1 m 1 3,42 g 0,01 mol M g/mol Logo, a concentração em mol/l é dada por: 0,01 mol 50 ml 0,01 mol 0, mol/l L Como as duas esferas boiaram no líquido X, isso quer dizer que ele é o mais denso entre os três. Da mesma forma, como as duas esferas afundaram no líquido Y, isso quer dizer que ele é o menos denso entre os três. 7. Como os três tubos contêm a mesma massa de líquido, então aquele que ocupa o maior volume é o líquido de menor densidade. Da mesma forma, aquele que ocupa o menor volume é o de maior densidade. 8. Uma solução eletrolítica deve ser eletricamente neutra como um todo, ou seja, a quantidade de carga positiva (dos cátions) deve ser igual à quantidade de carga negativa (dos ânions). Podemos então afirmar que: "soma das cargas positivas" "soma das cargas negativas" [H + ] + 2 [Mg 2+ ] + 3 [Fe 3+ ] 2 [SO 4 2 ] + [Cl ] 0, , ,2 2 0,2 + X 9. De acordo com a tabela nutricional, a água de coco contém 20 vezes mais potássio do que o isotônico. Assim, para repor a mesma quantidade de potássio, é necessário um volume 20 vezes maior de isotônico do que de água de coco. 10. Massa de material particulado respirada por uma pessoa em um dia: ( mg/l) (9 m 3 ) ( mg/l) (9000 L) mg mg Desses mg, 20 % são hidrocarbonetos: 0, mg E 30 % dessa quantidade fica retida no pulmão. Assim, a massa de hidrocarbonetos absorvida pelo pulmão de uma pessoa em um dia é: 0,3 0, mg 11. Cada litro de água oxigenada 28 volumes pode fornecer 28 L de O2 nas CNTP. Assim, os 100 L de água oxigenada fornecem 2800 L de O2 nas CNTP. A questão pede a massa de H2O2 necessária para obter esse volume de O2, de acordo com a equação: 2 H2O2 2 H2O + O2 Segundo a equação balanceada, 2 mol de H2O2 formam 1 mol de O2. Só que a massa molar do H2O2 é 34 g/mol e o volume ocupado por 1 mol de O2 nas CNTP é 22,4 L. Assim, 2 34 g de H2O2 formam 22,4 L de O2 nas CNTP. Como queremos saber a massa de H2O2 necessária para formar 2800 L de O2 nas CNTP: Massa de olume de O 2 H 2O 2 nas CNTP 2 34 g 22,4 L x 2800 L 12. A massa máxima de aspartame que uma pessoa de 70 kg pode consumir é: (70 kg) (40 mg/kg) 2800 mg 2,8 g Para encontrar o número de mols, basta dividir a massa de aspartame (2,8 g) pela massa molar (294 g/mol). 13. A única informação útil do enunciado está na última frase. Considerando que 1 ng 10-9 g, podemos afirmar que: 10 ng/kg g 10 3 g Além disso, lembre-se de que 1 ppm Da mesma forma que na questão anterior, podemos afirmar que: 0,1 g/kg 0,1 g 10 3 g ppm Além disso, a pergunta não está bem formulada, pois leva a pensar que cada alternativa incluiria vários sintomas. Uma pergunta melhor seria: qual o sintoma mais grave que será apresentado quando a concentração de CO no ar for 0,1 g/kg?. 15. Ao simplesmente misturar duas substâncias que não reagem entre si, não há alteração no tamanho dos átomos e das moléculas. No entanto, devido a interações intermoleculares, a distância média entre as moléculas pode sofrer alteração. 16. A fórmula molecular da morfina é C17H19NO3, portanto sua massa molar é g/mol. Além disso, note que 1 dl 0,1 L, portanto: 0,57 mg/dl 0, g 0,1 L 0, g/l CASD estibulares Química Soluções 7

8 17. Note que 1 mmol 10-3 mol. Assim, a concentração de vitamina C na bebida é: M n 1 m 1 M 1 30 mg 176 g/mol 200 ml M g g/mol 0,2 L 176 0,2 mol/l M ,2 mmol/l 18. Uma amostra de 100 g da crosta terrestre tem 20 ppm de chumbo. Se m1 é a massa de chumbo nessa amostra, podemos afirmar que: m 1 20 ppm g m g mg 19. Como o volume de etanol é 5 L (5000 ml) e a sua densidade é 0,8 g/ml, a massa de etanol (solvente) é: m 2 (0,8 g/ml) (5000 ml) 4000 g 4 kg Como estão presentes 0,5 mol de I2 para cada quilograma de álcool, então o número de mols de I2 (soluto) é: n 1 0,5 mol/kg 4 kg 2 mol Para achar a massa de I2, é só multiplicar o número de mols pela massa molar do I2. O valor fornecido na prova para a massa molar do iodo (I) foi 127 g/mol. 20. Como a concentração de solução é 0,5 mol/l, isso quer dizer que o volume da solução (em L) é o dobro da quantidade de soluto (em mol). Assim, a posição dos cursores deve ser tal que o cursor do volume indique um valor duas vezes maior do que o cursor da quantidade. 21. Esta é praticamente uma questão de matemática, pois não é preciso saber o que ppm para resolver. O diesel usado em 1980 continha ppm de enxofre e o diesel de 2012 contém 50 ppm de enxofre. Assim, a redução foi de ppm 50 ppm ppm e a redução percentual (em relação ao valor inicial) foi de: ppm ppm ,996 Obs: a questão forneceu o teor de enxofre nos combustíveis, porém pediu a redução na emissão de SO3. Nesse caso, como ela pediu a redução percentual (ou seja, em relação ao valor inicial), tanto a variação quanto o valor inicial precisariam estar multiplicados pelo seguinte fator: massa molar do SO 3 massa molar do S 96 g/mol 32 g/mol 3 Nesse caso, esse 3 iria cancelar e a resposta seria a mesma. Como ele nem deu as massas molares, provavelmente nem era para pensar nisso nessa questão. 22. Uma forma de resolver é a seguinte: calcular qual a massa limite de naftaleno em 500 g de solo e em 100 ml de água. Se uma das amostras de solo tiver mais naftaleno do que o valor limite para o solo, este solo precisa de biorremediação. Da mesma forma, se uma das amostras de água tiver mais naftaleno do que o valor limite para a água, esta água precisa de biorremediação. Por exemplo: o limite para 500 g de solo é 15 mg (1, g) de naftaleno, pois, segundo o enunciado, o limite é 30 mg para cada 1 kg (1000 g) de solo. 23. Dizer que o vinho tem teor de álcool 13 GL significa que a porcentagem em volume de álcool no vinho é 13 %, ou seja, o volume de álcool dividido pelo volume de vinho é igual a 0, Para achar a concentração em mg/l, basta multiplicar a concentração em mmol/l pela massa molar do íon. Por exemplo, para o potássio (massa molar igual a 39 mol/l): C (35,3 mmol/l) (39 g/mol) 1376,7 mg/l Obs: o potássio e o cálcio possuem massas molares próximas (39 e 40 g/mol), e a concentração em mmol/l do potássio é maior. Logo, qual deles possui maior concentração em mg/l? Além disso, o sódio possui a menor massa molar (23 g/mol) e a menor concentração em mmol/l. Sabendo dessas duas informações, é possível achar a resposta sem fazer contas. 25. Massa de paracetamol adequada para uma criança de 30 kg: m 1 (12 mg/kg) 30 kg 360 mg Como a concentração de paracetamol na solução aquosa do medicamento é 200 mg/ml, o volume de medicamento é: C m mg/ml 360 mg Não esqueça de multiplicar o resultado por 20, para saber o número de gotas necessárias (são 20 gotas por ml). 26. Como esta é uma solução aquosa diluída (apenas 0,9 % em massa de soluto), a densidade da solução é aproximadamente 1 g/ml. Assim, a massa de NaCl em 1 L de solução é aproximadamente: m 1 0,9% 1000 g ( 0,9 100 ) 1000 g 9 g 27. Para encontrar a concentração em mol/l, basta dividir a concentração em g/l pela massa molar (180 g/mol). Uma possibilidade é encontrar as concentrações mínima e máxima em mol/l e comparar com os valores dados. Por exemplo: M 70 mg/dl 180 g/mol g 0,1 L g/mol 0,1 180 mol/l CASD estibulares Química Soluções 8

9 28. De acordo com o enunciado, a única diferença entre e o refrigerante comum e o diet é a presença de açúcar no refrigerante comum (a massa de adoçante do diet é desprezível). Assim, a diferença da massa entre as duas latas corresponde à massa de açúcar no refrigerante comum: 331,2 g 316,2 g 15 g. 29. Calcule a concentração de F - em mg/l na água saturada em fluorita e compare o MP (1 mg/l). Como a água saturada em fluorita é uma solução muito diluída de CaF2 (apenas 0,0016 % de CaF2) em massa, podemos fazer a mesma coisa que na questão 26: considerar que a densidade da solução é aproximadamente 1 g/ml. Assim, a massa de CaF2 em 1 L de solução é: m 1 (0,0016 %) 1000 g 0, g 0,016 g 100 Note ainda que essa é a massa de CaF2, enquanto a questão pede a concentração de F - em mg/l. 30. Essa questão tem muita informação que não é usada na resolução. Como o teor de gasolina foi 53 %, basta substituir T 53 % na equação que ele deu para encontrar o aumento do volume em ml da camada aquosa (A). Além disso, segundo o enunciado, o volume inicial da camada aquosa é 50 ml. Logo, basta calcular o valor de 50 ml mais o aumento A. 31. Segundo o enunciado, a varfarina se dissolve apenas no plasma sanguíneo. O volume de plasma representa 60 % do volume de sangue num indivíduo adulto (5 L): 33. O sulfato de potássio (K2SO4) é um composto iônico e, em solução aquosa, sofre dissociação de acordo com a seguinte equação: H 2 O K2SO4 (s) 2 K + (aq) + SO4 2- (aq) 34. Rango escolheu o refrigerante mais próximo à superfície, ou seja, aquele de menor densidade. Para calcular a porcentagem em massa de sacarose, é preciso saber a massa de 100 ml de refrigerante assim, a porcentagem em massa de sacarose vai ser 13 g dividido por esta massa. Das curvas A e B, qual delas corresponde ao refrigerante comum (com açúcar)? 35. O cloreto de cálcio é o CaCl2 e o cloreto de cálcio di-hidratado é o CaCl2 2H2O. Ao serem colocados em água, ambos os compostos sofrem dissociação, conforme as equações a seguir: H 2 O CaCl2 (s) Ca 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) H 2 O CaCl2 2H2O (s) Ca 2+ (aq) + 2 Cl - (aq) + 2 H2O (l) 36. Cada uma das curvas no gráfico fornecido corresponde ao consumo de 1, 2, 3 ou 4 doses de destilado. Quanto mais doses forem consumidas, maior vai ser o aumento da concentração de álcool no sangue. Dito isso, note a correspondência entre cada curva e o número de doses consumidas: (60 %) 5 L 0,6 5 L 3 L Concentrações de varfarina no plasma superiores a 4 mg/l causam hemorragias. Assim, a quantidade máxima de varfarina (em mg) que um indivíduo adulto pode receber é: m 1 4 mg/l 3L 12 mg Assim, o volume da solução de varfarina (concentração 3 mg/ml) que contém 12 mg do medicamento, ou seja, o volume máximo que pode ser administrado a um indivíduo adulto pode ser encontrado da seguinte forma: 3 mg/ml 12 mg 32. Essa questão é, na realidade, mais sobre estequiometria do que sobre soluções. A ideia é balancear a seguinte equação de combustão... CH2O + O2 CO2 + H2O... e encontrar a massa de O2, em mg, que reage com 10 mg de açúcar. Esse será o aumento na DBO devido à dissolução do açúcar. Note que CH2O não é a fórmula molecular, e sim a fórmula mínima. No entanto, não tem problema, pois o que interessa é a proporção entre o CH2O e o O2, que é mantida ao se trabalhar com a fórmula mínima. Note também que a absorção do álcool aumenta sua concentração no sangue, enquanto a metabolização diminui a concentração. Assim, a velocidade de metabolização passa a ser maior do que a de absorção no instante em que a curva passa a ser decrescente. CASD estibulares Química Soluções 9

10 GABARITO Exercícios de revisão 1. a) O soluto é o NaOH b) O solvente é a água c) 0,5 L d) 10 g e) São necessários 100 ml de solução f) 0,5 mol/l g) 1,96 % de soluto em massa h) 1,02 g/ml mol de Hg Exercícios propostos 1. C 2. E 3. C 4. E 5. B 6. D 7. C 8. E 9. D 10. C 11. B 12. B 13. E 14. C 15. C 16. A 17. C 18. D 19. B 20. D 21. D 22. B 23. D 24. D 25. B 26. E 27. B 28. E 29. B 30. A 31. D 32. E 33. [K + ] 0,4 mol/l, [SO4 2- ] 0,2 mol/l 34. a) Curva A, pois Rango escolheu o refrigerante de menor densidade (mais próximo à superfície) b) 12,4 % de sacarose em massa. 35. a) 1,323 g b) Sim, pois ambos os sais (CaCl2 e CaCl2 2H2O) apresentam 1 mol de íons Ca 2+ para cada mol de sal. Como as concentrações das duas soluções são iguais (segundo o texto), então ambas contêm a mesma concentração de Ca 2+ e o resultado da maturação seria o mesmo. 36. a) Após uma hora. A curva correspondente ao consumo de quatro doses é aquela que atinge o maior valor de concentração de álcool. Quando a curva é ascendente, a velocidade de absorção do álcool é maior do que a velocidade de metabolização. De acordo com o gráfico, para quatro doses, após uma hora do consumo da bebida alcoólica a velocidade de metabolização do álcool será maior que a velocidade da absorção para a corrente sanguínea. b) Se a concentração de álcool no ar expirado é 0,019 mg/l, a concentração no sangue é 2300 vezes maior: ,019 43,7 mg/l. Analisando o gráfico: De acordo com o gráfico após duas horas a concentração 43,7 mg/l corresponde a três doses de destilado. A concentração é a raiz de todas as grandes habilidades do homem. - Bruce Lee CASD estibulares Química Soluções 10