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1 / Profª Helena Bonaparte Soluções : Concentração, diluição, misturas e neutralização. Unidades de concentração das soluções De acordo com a IUPAC, a quantidade de matéria deve ser expressa em mols. Nas soluções, a concentração pode ser determinada em mols, massa ou volume. O que realmente importa é estabelecer uma comparação entre a quantidade de soluto e a quantidade de solvente ou de solução. Para trabalhar as unidades de concentração adotaremos alguns números como índices para representar soluto, solvente e solução. 1-soluto 2-solvente sem índice solução Concentração comum (C): Determina a quantidade de massa de soluto (m 1) em gramas por unidade de volume (V) de solução (L). 16. Calcule a concentração comum de uma solução que apresenta volume de 800mL e contém 80g de soluto. R: (PUCCamp-SP) Evapora-se totalmente o solvente de 250 ml de uma solução aquosa de cloreto de magnésio de concentração 8,0g/L. Quantos gramas de soluto são obtidos? R: São dissolvidos 200g de cloreto de sódio em água suficiente para 2 litros de solução. qual é a concentração comum dessa solução? R: g de açúcar foram adicionados a uma certa quantidade de água, obtendo-se uma solução 60g/L. Qual o volume dessa solução, em ml? R: A concentração comum de uma solução é de 20g/L. Determine o volume, em ml, dessa solução, sabendo que ela contém 75g de soluto. R: Qual a concentração de uma solução contendo 40g de cloreto de sódio dissolvidos em 250 ml de solução? R: Uma solução foi preparada adicionando-se 40g de hidróxido de sódio em água suficiente para produzir 200 ml de solução. Calcule a concentração comum dessa solução. R: Calcule a concentração comum de uma solução de nitrato de prata, sabendo que ela encerra 120g do sal em 600 cm 3 de solução. R: Determine a massa de ácido nítrico, em gramas, necessária para a preparação de 150 ml de uma solução de concentração 50g/L. R:7,5g 13. (Faap-SP) Calcule a concentração, em g/l, de uma solução aquosa de nitrato de sódio que contêm 30g de sal em 400 ml de solução. R:7,5 14. (Mack-SP) Qual a concentração, em g/l, da solução obtida ao se dissolverem 4g de cloreto de sódio em 50 cm 3 de solução? R: São dissolvidos 24g de sacarose em água suficiente para 500mL de solução. Qual é a concentração comum dessa solução? R:48 Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79) (UFSM-RS) O derramamento de óleo nos cursos d água forma uma película que dificulta a absorção de oxigênio, o que provoca a destruição de algas e plânctons, prejudicando a alimentação dos peixes. De acordo com alguns órgãos ambientais, o limite máximo de óleo na água é de 30mg/L. Com base nesse parâmetro, quantos gramas de óleo poderão estar presentes em 1m 3 de água, sem comprometer o ecossistema? R: Determine a massa de NaOH, em gramas, dissolvido em água suficiente para 300mL de solução, cuja concentração comum é de 700g/L. R: Um frasco de laboratório contém 2,0 L de uma solução aquosa de NaCl. A massa do sal dissolvida na solução é de 120g. Que volume, em L, deve ser retirado da solução inicial para que se obtenham 30g de sal dissolvido? R:0,5 24. (USJT-SP) O oxalato de cálcio é encontrado nas folhas de espinafre, nas sementes do tomate, e é um dos constituintes das pedras formadas nos rins (cálculo renal). Uma amostra (alíquota) de 25 cm 3 de uma solução aquosa de oxalato de cálcio contém 0,2625g desse sal. Qual é a concentração comum de oxalato nessa solução? R:10,5

2 Título ou concentração em massa/massa (T): Determina a quantidade de massa de soluto (m 1) em uma determinada quantidade de massa de solução (m). Não apresenta unidade. 25. Calcular a porcentagem, em massa, de uma solução formada, quando foram utilizados 40g de cloreto de sódio para serem dissolvidos em 60g de água. R: 40% 26. Uma solução aquosa de hidróxido de sódio é preparada, misturando-se 20g de soluto com 140g de solvente. Qual a porcentagem, em massa, do soluto na solução? R: 12.5% 27. (F.F.O.Diamantina-MG) Quantos gramas de água são necessários, a fim de preparar uma solução a 20% em peso,usando 80g de soluto? R: 320g 28. (PUC-Camp-SP) Tem-se um frasco de soro glicosado, a 5% (solução aquosa de 5% em massa de glicose). Para preparar 1 kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em água? R: 50g 29. (E.E.Mauá-SP) Uma solução de um dado soluto foi preparada a partir de 160g de água. Se o título da solução é 0,2, calcule a massa do soluto. R: 40g 30. A análise revelou que um vinho contém 48 ml de álcool em cada caneca de 300 ml. Qual o título em volume desse vinho? E em porcentagem? R: 0,16 e 16% Concentração molar ou molaridade (Mr): É a relação entre o número de mols do soluto (n 1) e o volume (V), em litros, da solução. 34. Qual a concentração molar de uma solução aquosa de ácido sulfúrico, sabendo-se que foram dissolvidos 49g do ácido em 2L de solução? R: 0,25M 35. (UFAC) Qual a molaridade de uma solução aquosa contendo 36,5g de ácido clorídrico (HCl) dissolvidos em água até completar 2L de solução? R:0,5M 36. Para preparar uma solução de concentração 0,2 mol/l, usando 15g de iodeto de sódio (NaI), qual deverá ser o volume dessa solução, em litros? R: 0,5L 37. Ao dissolver 5,85g de cloreto de sódio em água suficiente para 0,5L de solução, calcule a concentração molar dessa solução? R: 0,2M 38. No preparo de uma solução alvejante de tinturaria, 521,5g de hipoclorito de sódio (NaClO) são dissolvidos em água suficiente para 10L de solução. Qual é a concentração molar da solução obtida? R: 0,7 39. (Vunesp-SP) Dissolveram-se 2,48g de tiossulfato de sódio penta-hidratado (Na2S 2O3.5H2O) em água suficiente para se obter 100cm 3 de solução. Qual a molaridade dessa solução? R: 0,1M 40. O rótulo de uma garrafa de água mineral, distribuída para consumo, informa que ela contém, principalmente, 696,35 mg/l de bicarbonato de sódio (NaHCO 3), além de outros componentes. Qual a concentração molar de bicarbonato de sódio? R: 0,008M 41. (UFCE) Qual a molaridade de uma solução aquosa de etanol (C2H6O), de concentração igual a 9,2g/L? R: 0,2M 42. Em um laboratório, tem-se um frasco com o seguinte rótulo: NaOH 5M. Que volume dessa solução, em ml, contém massa igual a 20g de NaOH? R: 100mL Quantos litros de solução de cloreto de sódio a 0,2M podem ser preparados a partir de 468g de cloreto de sódio? R: 40L 32. Qual a quantidade de soluto, em gramas, presente em 100mL de uma solução 1M de HCl? R: 3,65g 33. (UFRN) Qual a concentração molar da glicose (C6H12O6) numa solução aquosa que contém 9g de soluto em 500mL de solução? R: 0,1M 43. (Unicamp-SP) Em um frasco A há 100mL de uma solução aquosa 0,1M de glicose (C6H12O6). Em outro frasco B há 100mL de uma solução 0,1M de cianeto de potássio (KCN). Quantos átomos de carbono há em cada frasco? R: A: 3,612x10 22 e B: 6,02x10 21 Dependendo do sistema que estamos investigando, a concentração molar pode ser dada em função de um cátion ou de um ânion. Considere a Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79)

3 seguinte equação de dissociação iônica de uma solução 0,2M de sulfato de alumínio : Al2(SO 4)3 2Al SO4-2. Como em cada litro, há 0,2 mol de sal, as quantidades de mol de cátions e ânions serão proporcionais aos coeficientes da equação de dissociação. Al2(SO 4)3 2Al SO 4-2 Proporção dos coeficientes: 1mol 2mols 3mols Em cada litro: 0,2M 0,4M 0,6M mL de solução contém 40g de sulfato férrico Fe2(SO 4)3 totalmente dissociado. Calcule a molaridade dos íons, em mol/l. R: 0,4M e 0,6M 45. (Mack-SP) Qual a molaridade do íon Mg +2 e a do PO 4-3 numa solução 0,4M de ortofosfato de magnésio Mg 3(PO4)2? R: 1,2M e 0,8M 46. Uma solução aquosa de cloreto de cálcio (CaCl2), totalmente dissociado, foi preparada pela dissolução de 11,1g do referido soluto em água suficiente para 2L de solução. Qual a concentração molar dos íons na solução? R: 0,05M e 0,1M Fração molar do soluto (X 1 ): É a relação entre o número de mols do soluto (n 1) e o número de mols da solução (n 2) tomando-se 3 mols de glicose e 97 mols de água? R: 0,03 e 0, Qual a fração molar do componente B numa mistura contendo 4g de A (M=20g/mol) e 8,4g de B (M=28g/mol)? R: 0,6 50. (U.F.Fluminense-RJ) Uma solução contém 18g de glicose (C6H12O6), 24,0g de ácido acético (C2H4O2) e 81,0g de água. Qual a fração molar do ácido acético na solução? R: 0, (Faap-SP) Uma solução aquosa de NaCl apresenta 11,7% em peso de soluto. Determine as frações molares do soluto e do solvente nessa solução. R: 0,0392 e 0, Determine as frações molares do soluto e do solvente numa solução que foi preparada dissolvendo-se 98g de ácido sulfúrico em 162g de água. R: 0,1 e 0,9 Concentração molal ou molalidade (W): É a relação entre o número de mols do soluto (n 1) e a massa, em kg, do solvente. 53. Calcular a molalidade da solução formada utilizando-se 171g de sacarose (C12H22O11) dissolvidos em 400g de água. R: 1, Determinar a massa de água, em gramas, que deve ser utilizada para dissolver 0,2 mol de cloreto de sódio e originar uma solução 0,4 molal. R: 500g 3 Fração molar do solvente (X 2 ): É a relação entre o número de mols do solvente (n 2) e o número de mols da solução (n2) 55. Qual a molalidade de uma solução que contém 100g de brometo de cálcio CaBr2 em 250g de água? R: Uma solução 0,2 molal de glicose foi preparada utilizando-se 500g de água. Qual a massa de glicose presente nessa solução? R: 18g 47. Calcular as frações molares do soluto e do solvente em uma solução que contém 117g de cloreto de sódio dissolvidos em 324g de água. R: 0,1 e 0,9 48. (FURRN adaptado) Qual a fração molar do soluto e do solvente de uma solução preparada 57. (PUC-MG) Quando 39,2g de ácido sulfúrico são dissolvidos em 200mL de água, obtém-se uma solução de volume igual a 220 ml.qual a molalidade e a molaridade dessa solução?r: 2W e 1,8M Relação entre as unidades de concentração e densidade Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79)

4 Perceba que na diluição a massa de soluto não se altera, é o volume da solução que aumenta pelo acréscimo de água. Relação entre concentração comum e título Relação entre molaridade e título É mais prático... Para diluir uma solução, adicionamos água. O número que multiplicamos o volume da solução, pelo acréscimo de água, é o mesmo número que vai dividir a concentração. 4 Relação entre molaridade e concentração comum Atenção! Relação final Quando bem diluídas, as soluções aquosas têm comportamento próximo ao de uma solução ideal. M inicial x V inicial = M final x V final 58. Uma solução de ácido clorídrico, de densidade 1,2 kg/l, contém 40% em massa, de HCl. Qual a massa de água, em gramas, existente em 1 L de solução do ácido, nessa concentração? R:720g 59. (PUC-PR) A solução aquosa de NaOH (soda cáustica) é um produto químico muito utilizado. Uma determinada indústria necessitou usar uma solução com 20% em massa de hidróxido de sódio, que apresenta uma densidade de 1,2 kg/l. Qual a molaridade da solução? R: 6M Na fórmula, os volumes que aparecem são os iniciais e finais. O volume da água que foi colocado não aparece na fórmula. VH2O + V inicial = Vfinal 01. (UFRN) Qual o volume de água, em ml, que deve ser adicionado a 80 ml de solução aquosa 0,1M de uréia, para que a solução resultante seja 0,08M? R: (PUC-MG) Uma solução de hidróxido de potássio (KOH) foi preparada dissolvendo-se 16,8g da base em água suficiente para 200 ml de solução. Dessa solução, qual o volume que deve ser diluído a 300 ml, para que a molaridade seja 1 / 3 da solução original? R: 100 ml 03. A uma amostra de 100 ml de hidróxido de sódio 20g/L foi adicionada água suficiente para completar 500 ml. Qual a concentração, em g/l, dessa nova solução? R: 4 g/l Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79)

5 04. (Vunesp-SP adaptado) Qual o volume, em ml, de uma solução de ácido sulfúrico 15 mol/l necessário para preparar 500 ml de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 3 M? R:100 ml 05. Qual a molaridade de uma solução de hidróxido de sódio, que foi obtida adicionando-se 80 ml de água a 20 ml de outra solução de concentração 0,1M? R: 0,02M 06.(Osec-SP) Preparam-se 100 ml de uma solução contendo 1 mol de cloreto de potássio (KCl). Tomaram-se, então, 50 ml dessa solução e juntaram-se 450 ml de água. Qual a molaridade da solução final? R: 1M 07.(PUC-MG) Uma solução de hidróxido de potássio (KOH) foi preparada dissolvendo-se 16,8g da base em água suficiente para 200 ml de solução. Dessa solução, qual o volume que deve ser diluído a 300 ml, para que a molaridade seja 1 /3 da solução original? R: 100 ml 08. (UFRN) Qual o volume de água, em ml, que deve ser adicionado a 80 ml de solução aquosa 0,1M de uréia, para que a solução resultante seja 0,08M? R: Em 300 ml de uma solução de cloreto de sódio 0,2M, foi adicionada água suficiente para fazer um litro de solução. Qual a molaridade da solução final? R: 0,06M 10. (Cesgranrio-RJ) Uma solução 0,05M de sacarose, contida em um béquer, perde água por evaporação até restar um volume de 100 ml, passando a concentração para 0,5M. Qual o volume de água evaporado? R: 900 ml NaNO3 Na + + NO3-0,24M 0,24 M 0,24M KCl K + + Cl - 0,84M 0,84M 0,84M 02. Misturando-se 100 ml de cloreto de sódio 70g/L e 200 ml de cloreto de potássio 40g/L, quais serão as concentrações, em g/l, dessas duas substâncias, na solução final? R: 23,3 e 26,6 03.(UFRN) Quais as concentrações de Na +, K +, Cl -, de uma solução formada a partir de 100 ml de solução aquosa de cloreto de sódio 0,1M e 100 ml de solução aquosa de cloreto de potássio 0,1M? R: 0,05M; 0,05M e 0,10M 04.Misturando-se 50 ml de solução 5M de nitrato de sódio (NaNO 3) com 150 ml de solução 2M de cloreto de potássio, quais serão as molaridades dessas duas substâncias, na solução final? R:1,25M e 1,5M 05.(UFRJ) Misturou-se 100 ml de solução aquosa de cloreto de potássio 0,1M com 100 ml de solução aquosa de cloreto de magnésio 0,1M. Quais as concentrações de K +, Mg +2, Cl -, na solução resultante? R: 0,05M; 0,05M e 0,15M 5 Devemos considerar cada soluto de modo independente na solução final isto é, como se o outro soluto não existisse. Desse modo, tudo se passa como se cada solução inicial sofresse uma diluição, partindo de seu volume inicial e atingindo o volume da mistura. Sendo assim, podemos aplicar as fórmulas de diluição. Ex:Resolvido mL de solução 0,6mol/L de NaNO3 foram misturados com 600mL de solução 1,4 mol/l de KCl. Sabendo que não há reação entre eles, determine a concentração molar de cada sal na mistura final e dos íon envolvidos. Vtotal = = 1000mL ou 1 L M V + M V = M fina l V final C V + C V = Cfinal V final 01.(Unit-08)Misturando-se 100 ml de uma solução de NaOH, de concentração 6,0 g/l, com 400 ml de outra, de concentração 2,0 g/l, obtém-se uma solução de concentração, em g/l, igual a (A) 4,0 (B) 2,8 (C) 1,4 (D) 0,8 (E) 0,6 P/ NaNO3: p/ KCl 0,6 X 0,4 = 1 X M 0,6 X 1,4 = 1 x M M= 0,24 mol/l M = 0,84 mol/l 02.Como deveremos misturar duas soluções de KBr de concentrações 1,0mol/L e 2,0mol/L, para obtermos 200mL de solução 1,4mol/L? Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79)

6 Resolução: M V + M V = M fina V final 1,0 V + 2,0 (200 V ) = 200 X 1,4 Lembrando que V + V = 200 Assim : V = 200 V V = 120mL V = 200 V V = 80mL 03.Em qual proporção deverão estar os volumes de soluções de NaOH a 40g/L e 20g/L, tal que, quando misturadas, originem uma solução de concentração 25g/L? 04.Duas amostras de soluções aquosas de hidróxido de sódio uma de volume 200 ml e 0,15M e outra de volume 0,1L e 0,030M foram misturadas. Qual a molaridade da solução final? R:0,2M ml de uma solução 1M de ácido sulfúrico e 1500 ml de uma outra solução 2M do mesmo ácido foram misturados e o volume final foi completado a 2,5L pela adição de água. Qual a molaridade da solução resultante? R: 1,4M 06. (Fesp-SP) Qual o volume, em ml, de uma solução de hidróxido de sódio 1,5M, que deve ser misturada a 300 ml de uma solução 2M da mesma base, a fim de torná-la solução 1,8M? R: 200 ml ml de solução de hidróxido de amônio, com concentração 3 g/l, foram misturados com 200 ml de outra solução de mesma base, de concentração desconhecida. Após a mistura, foi obtida uma solução final contendo 4 g/l. Indique, respectivamente, quantos gramas de soluto há na primeira solução e qual o valor da concentração desconhecida? R: 0,9g e 2,22 g/l 08. (UFAC) Qual a molaridade de uma solução de hidróxido de sódio formado pela mistura de 60 ml de solução a 5M com 300 ml de solução a 2M? R: 2,5M 09.Qual deve ser a massa de solução de hidróxido de sódio cujo título é igual a 0,12, que deve ser adicionada a 200g de outra solução de NaOH, de título igual a 0,20, para que seja obtida uma solução de NaOH de título igual a 0,18? R: 66,66g Ex: Resolvido 01.Juntando-se 200 ml de ácido sulfúrico 0,3M e 100 ml de hidróxido de potássio 1,2M. Pergunta-se quais serão as molaridades da solução final em relação ao ácido, à base e ao sal formado. 1 ) Escrever e balancear a equação química da reação ocorrida H2SO4 + 2KOH K2SO4 + 2H2O 1mol 2mols 1 mol 2mols reagente. 2 ) Determinar o número de mols de cada H2SO4 : V= 200 ml e M= 0,3M n ácido = 0,2 X 0,3 = 0,06 mols KOH : V = 100 ml e M = 1,2M n base: 0,1 X 1,2 = 0,12 mols Observando a proporção da reação( balanceamento) o número de mols da base é o dobro do número de mols do ácido. Comparando com os números de mols calculado, percebemos que segue a proporção. Então, não há excesso. 3 ) Determinar o número de mols do produto Como não há excesso, podemos comparar tanto o ácido com o sal, como a base com o sal. Nesse caso, é mais fácil ácido e sal, já que a proporção é de 1: 1. Assim, Portanto, n ácido = n sal Molaridade sal = n sal / volume total = 0,06 / 0,3 = 0,2 mol/l Como não houve sobra de ácido nem de base, as concentrações finais são zero. 6 Obs: O volume total = 200 ml ml = 300 ml ou 0,3 L 2 tipo de resolução : Fórmula 1 tipo de resolução : ESTEQUIOMETRIA Obs: Qualquer problema de misturas com reação pode ser calculado com estequiometria. a) Escrever e balancear a equação química da reação ocorrida. b) Determinar o número de mols de cada reagente. c) Determinar o número de mols do produto indicado no enunciado. X MaVa = y MbVb Sendo X = n de hidrogênios ionizáveis Y = n de hidroxilas Ma = molaridade do ácido Va= Volume do ácido Mb= molaridade da base Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79)

7 Vb = volume da base Obs: Usaremos essa fórmula se for uma neutralização total, titulação ácido base, reação completa entre um ácido e uma base. Ex: Resolvido 02. Um volume de 20 ml de uma solução de NaOH são neutralizados por 50 ml de uma solução de HC 0,1 molar. Calcule a concentração de hidróxido de sódio em gramas por litro. Dados: Na = 23; O = 16; H = 1. HCl : x = 1 e NaOH : y = 1 X MaVa = y MbVb 1 X 0,1 X 50 = 1 Mb X 20 MB = 0,25 mol/l M = C / MM C = M x MM = 0,25 X 40= = 10 g/l 03).Se 40 ml de HCl 1,6M e 60 ml de NaOH 2M são misturados, quais concentrações molares de Na +, Cl - e OH - são encontradas, respectivamente, na solução resultante? R: 1,2; 0,64; 0,56. 07) Para 24,2 ml de uma solução de ácido clorídrico necessitou de 0,620 g de CaCO3 puro para sua neutralização total. A molaridade solução ácida será: Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16. a) 0,418 mol.l -1 b) 0,512 mol.l -1 c) 0,862 mol.l -1 d) 0,310 mol.l -1 e) 0,714 mol.l -1 08) Para neutralizar uma alíquota de 25 ml de uma solução de H2SO4 foram consumidos 30 ml de solução 0,1 molar de NaOH. A massa de H2SO4 contida em 250 ml de solução é: Dados : Massa atômicas : H=1; S=32; O=16; Na=23 (u) a) 0,49 g b) 0,98 g c) 1,47 g d) 1,96 g e) 2,94 g 09) Para se determinar o conteúdo de ácido acetilsalicílico num comprimido analgésico, isento de outras substâncias ácidas, 1,0 g do comprimido foi dissolvido numa mistura de etanol e água. Essa solução consumiu, 20 ml de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, de concentração 0,10 mol/l, para a reação completa. Ocorreu a seguinte transformação química: C9H8O4 + NaOH NaC9H7O4 + H 2O Determine a porcentagem em massa de ácido acetilsalicílico no comprimido. 7 04) 4,0 g de uma base impura foram colocadas num balão de 100mL. Em seguida, adicionou-se água destilada até completar o volume de 100mL. Na titulação de 25 ml dessa solução, foram gastos 40 ml de solução de um ácido de concentração 0,50 mol /L. Sabendo-se que as impurezas da base não reagem com o ácido e que a proporção de ácido com relação à base é de 1 para 1 ( mol ), qual a percentagem de pureza da base titulada? Dados: massa molar da base: 40 g/mol 05.(Puccamp -2010) O ácido oxálico pode reagir com bases, segundo a equação: H2C2O4 (aq) + 2 NaOH (aq) Na 2C2O4 (aq) +2 H2O (l) Considerando que 100 g de espinafre cru contém 294 mg de ácido oxálico, para neutralizar o ácido contido nessa quantidade de vegetal é necessário utilizar um volume, em ml, de NaOH 0,1 mol L 1, de, aproximadamente, Dados: Massas molares (g mol 1) H2C2O4=90 NaOH =40 (A) 3,2 (B) 6,5 (C) 32,5 (D) 48,2 (E) 65,3 06) Uma solução composta de 60 ml de hidróxido de bário, de concentração 0,3 mol/l, com 40 ml de ácido clorídrico de concentração 0,5 mol/l é a) ácida, devida ao excesso de hidróxido de bário b) ácida, devida ao excesso de ácido clorídrico c) neutra, devido à reação total das espécies químicas d) básica, devido ao excesso de óxido de bário e) básica, devido ao excesso de hidróxido de bário Rua Siriri, 1012 Centro. Tel.: (0xx79)