Teoria sobre SOLUÇÕES 1 - Introdução. Um fator importante para que uma reação química ocorra é o choque entre as moléculas dos reagentes. Para que esses choques ocorram é necessário que as partículas possuam mobilidade, a qual está relacionada com a natureza dos reagentes. Como regra geral os reagentes gasosos, por possuírem grande mobilidade, são mais reativos que os líquidos, e estes mais reativos que os sólidos. Uma das maneiras de facilitar a reação entre reagentes sólidos é dissolve-los num solvente adequado formando uma mistura homogênea, possibilitando assim a mobilidade das partículas reagentes. Esta mistura homogênea apresenta moléculas distribuídas de maneira uniforme por toda a extensão do sistema, ou seja, apresenta a mesma composição. Esta mistura homogênea é denominada de solução e o processo de mistura de dissolução. dissolução é um fenômeno complexo que depende da natureza química das substâncias, das interações intermoleculares e das condições físicas. Para desenvolver uma reação química, entre reagentes em solução, prevendo as quantidades de produtos obtidos, é necessário conhecer as quantidades dos reagentes existentes nas soluções. s quantidades de reagentes e seu grau de pureza podem ser conhecidos através das unidades de concentração e das análises volumétricas. 2 - Dispersões. Quando uma substância está disseminada na forma de pequenas partículas em outra substância, origina-se um sistema denominado de dispersão. Numa dispersão o componente que está em menor quantidade é denominado disperso e o que está em maior quantidade de dispersante ou dispergente. De acordo com o tamanho médio das partículas do disperso, as dispersões podem ser classificadas em: Obs.: 1 nm 10 --9 m. s suspensões têm como características principais o tamanho das partículas do disperso acima de 100 nm, podem ser formadas por grandes aglomerados de íons ou moléculas, podem sedimentar-se através de centrífugas comuns e separadas por filtração comum. Exemplo: Terra + água; pó de café + água. s dispersões coloidais ou coloide apresentam como características principais o tamanho médio das partículas do disperso compreendidas entre 1nm e 100 nm, podem ser formadas por aglomerados de íons ou moléculas, serem sedimentadas com a utilização de ultracentrífugas e separadas por ultrafiltração. Exemplos: tinta, maionese, fumaça, neblina, etc. Tanto as suspensões como as dispersões coloidais formam sistemas heterogêneos. s soluções apresentam como características principais o tamanho médio das partículas do disperso menores que 1 nm, podem ser formadas por íons ou moléculas, não podem ser sedimentadas e nem separadas por filtração. Exemplo: álcool + água, ácido clorídrico + água. s dispersões mais importante são as soluções, sendo esta um sistema homogêneo. Este sistema homogêneo apresenta moléculas distribuídas de maneira uniforme, ou seja, apresentam a mesma composição em toda a sua extensão. 3 - Soluções. 3.1 - Conceito. Solução é qualquer mistura homogênea de duas ou mais substâncias.
Numa solução o disperso é denominado de soluto e o dispersante de solvente. Como a água apresenta a propriedade de dissolver muitas substâncias, é considerada como solvente universal. Em nosso estudo, salvo algumas exceções, vamos considerar a água como o solvente. Como podemos ter um grande número de soluções diferentes, estas são classificadas por diferentes critérios. 3.2 - Classificação das soluções. 3.2.1 - Quanto à natureza do soluto dissolvido: a) Iônicas (ou eletrolíticas): são soluções que apresentam íons livres. Exemplo: solução de cloreto de sódio. b) Moleculares (ou não eletrolíticas): são soluções que apresentam somente moléculas dissolvidas. Exemplo: solução de sacarose. 3.2.2 - Quanto ao estado de agregação da solução. a) Soluções sólidas. s soluções sólidas são obtidas pela mistura de um solvente sólido e um soluto que pode ser sólido, líquido ou gasoso. Exemplos: zinco com cobre (latão); prata com mercúrio ( amálgama de prata); níquel com hidrogênio. b) Soluções líquidas. s soluções líquidas são obtidas pela mistura de um solvente líquido e um soluto que pode ser sólido, líquido ou gasoso. s soluções líquidas são as mais importantes para o nosso estudo. Exemplos: água com cloreto de sódio; água com álcool; água com oxigênio. c) Soluções gasosas. s soluções gasosas são formadas pela mistura de soluto e solvente gasosos. 3.2.3 - Quanto à proporção entre soluto e solvente. a) Soluções diluídas. São soluções que apresentam pequena quantidade de soluto ( 0,1 mol/l) em relação à quantidade de solvente. Exemplo: 0,0585g de NaCl e000 g de H 2 O. b) Soluções concentradas. São soluções que apresentam grande quantidade de soluto (> 0,1 mol/l) em relação à quantidade de solvente. Exemplo: 58,5g de NaCl e000 g de H 2 O. 3.2.4 - Quanto à saturação das soluções. dissolução de um soluto em um determinado solvente depende da natureza das substâncias, das interações intermoleculares entre elas e das condições físicas. regra mais comum de uma substância dissolver-se em outra é que: Semelhante dissolve semelhante, ou seja, uma substância polar dissolve mais facilmente uma substância polar, e uma substância apolar, dissolve mais facilmente uma substância apolar. Exemplos: água (polar) dissolve álcool (polar); gasolina (apolar) dissolve querosene (apolar); água (polar) não dissolve gasolina (apolar). De um modo geral a solubilidade de um soluto depende da quantidade de solvente e da temperatura. quantidade máxima de soluto que uma quantidade fixa de solvente (100g ou 1000g) dissolve, em determinadas condições de temperatura e pressão é denominado de Coeficiente de solubilidade (CS). Exemplo: coeficiente de solubilidade (CS) do NaCl é 36g de NaCl/100g de água, a 20 o C. Exemplo: ar filtrado.
g KNO 3 / 100 g H 2 O g substância/100g H 2 O Como a quantidade máxima de soluto que pode ser dissolvida em uma determinada quantidade fixa de solvente depende da temperatura, como descreve a tabela a seguir. Podemos obter um gráfico da solubilidade deste soluto em função da temperatura. curva que se obtém no gráfico é denominada de Curva de solubilidade. Temperatura ( o C) g KNO 3 /100g H 2 O 0 13,5 10 21,0 20 31,5 30 45,5 40 62,5 50 84,5 60 108,5 70 137,0 80 168,0 90 202,5 100 245,5 Curva de solubilidade do KNO 3 que a máxima (CS) é denominada de SUPERSTURD. Essa solução é instável e qualquer perturbação que o sistema sofrer a quantidade em excesso (maior que a máxima) irá precipitar. Nessa situação teremos uma solução denominada de solução saturada com corpo de fundo. No diagrama abaixo, podemos visualizar este critério de classificação, onde o ponto representa uma solução supersaturada, o ponto B uma solução saturada e o ponto C uma solução insaturada. 250 200 150 100 * * B 250 50 C* 200 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 Temperatura ( o C) De acordo com o coeficiente de solubilidade (CS) as soluções podem ser classificadas em: saturada, insaturada e supersaturada. Uma solução que contém a quantidade máxima (CS) de soluto dissolvido é denominado de STURD. Uma solução que contém uma quantidade de soluto dissolvida menor que a máxima (CS) é denominada INSTURD. Uma solução que contém, em condições especiais, uma quantidade de soluto dissolvida maior Exercícios 0 0 20 40 60 80 1 Temperatura ( o C 1) Quais são as principais características de uma suspensão? R.: 2) Quais são as principais características de uma dispersão coloidal? R.: 3) Quais são as principais características de uma solução? R.: 4) De acordo com a natureza do soluto, como pode ser classificada uma solução? R.:
5) Conceitue coeficiente de solubilidade. R.: 6) O coeficiente de solubilidade de um sal é de 60g por 100g de água a 80 o C. Determinar a massa em gramas desse sal, nessa temperatura, necessária para saturar 320g de água. 9) O diagrama abaixo mostra as solubilidades das substâncias, B, C e D e00g de água, entre 10 e 90 o C. 60 50 Solubilidade (g/100 água) D C 40 7) Evapora-se completamente a água de 40g de solução de nitrato de prata, saturada, sem corpo de fundo e obtém-se 15g de resíduo sólido. Determine o coeficiente de solubilidade do nitrato de prata para 100g de água na temperatura da solução inicial. 30 B 20 10 20 30 40 50 60 70 80 90 o Temperatura ( C) a) Qual substância apresenta maior solubilidade a 60 o C? 8) Sabendo que o coeficiente de solubilidade do NH 4 Cl é 60g do sal e00g de H 2 O em 70 o C. Determine: a) a massa de NH 4 Cl que pode ser dissolvida em 450g de água a 70 o C. b) Qual é quantidade máxima da substância B, em gramas, que é possível dissolver em 250g H 2 O, a 50 o C. b) a massa de água necessária para dissolver 300g de NH 4 Cl a 70 o C. c) Qual é a quantidade de água necessária para preparar uma solução saturada que contém 325g da substância, a 70 o C. c) foram dissolvidos 200g de NH 4 Cl em 250g de H 2 O a 90 o C. Esta solução foi resfriada até 70 o C. Sabendo-se que a solução resultante ficou saturada, determine a massa do sal que precipitou. 10) uma solução de cloreto de sódio foi adicionado um cristal desse sal e verificou-se que este não se dissolveu, provocando ainda, a formação de um precipitado. Podemos dizer que a solução original estava
4 Unidades de Concentração. 4.1 - Introdução. s reações químicas, são realizadas, na sua maioria, com reagentes em solução e para se determinar com precisão estequiométrica as quantidades de reagentes ou de produtos, é necessário preparar estas soluções com quantidades conhecidas de reagentes. s quantidades de reagentes (soluto) em uma solução pode ser expressa por grandezas como massa, mol, volume e a relação entre essas grandezas com a solução é expressa através das chamadas unidades de concentração. s unidades de concentração que vamos estudar, relaciona massa de soluto com volume de solução (concentração comum), quantidade de matéria (número de mols) de soluto com volume de solução (molaridade) e a massa de soluto com massa de solução (% em massa). Obs.: 1 o ) Para os cálculos de unidade de concentração adotaremos a seguinte convenção: Índice 1: refere-se ao soluto. Índice 2: refere-se ao solvente. Sem índice: refere-se ao solução. 2 o ) maioria das unidades de concentração utiliza como unidade de volume, o litro. Para facilitar a transformação para esta unidade, temos: Sendo 1 ml 1cm 3 1000 ml 1,0 L 900 ml 0,9 L 500 ml 0,5 L 250 ml 0,25 L 100 ml 0,10 L 50 ml 0,05 L 1 0 ml 0,01 L 1 ml 0,001 L 4.1 Concentração em gramas por litro ou concentração comum (C). Essa unidade nos fornece a massa, em gramas de soluto existente em um litro de solução. onde: massa de soluto em gramas. V volume da solução em litros. Problemas 1) Determinar a concentração em gramas por litro de uma solução que contém 8g de hidróxido de sódio dissolvidos em 250 ml de solução. 2) Determinar a massa de soluto, em gramas, existentes em 500 ml de solução de concentração 80g/L. Dados:? V 500 ml 0,5 L C 80 g/l. m C 1 V m 80 g/l 1 0,5 L 40 g
3) Uma solução possui 15g de soluto e00ml de solução. Qual é a concentração da solução, em gramas por litro? n 1 como n 1 temos: V M 1 M 1.V (mol/l) 4) Determinar o volume da solução que contém 75 g deste soluto, sabendo que esta solução apresenta concentração de 200 g/l. onde: massa do soluto (g) n 1 quantidade de matéria (n o mols) M 1 massa molar (g/mol) 5) Determine a massa de NaOH dissolvido em água suficiente para 600 ml de solução, cuja concentração é 48g/L. V volume da solução (L) Problemas 1) Determinar a molaridade de uma solução que contém 20g de NaOH dissolvidos em 250 ml de solução. 4.2 - Concentração em quantidade de matéria do soluto por litro de solução ou molaridade (m) : indica a quantidade de matéria de soluto (número de mols) existentes em um litro de solução. Uma solução de NaOH 0,5 mol/l (0,5M) indica que e litro de solução contém 0,5 mol/l de NaOH. Dados: 20g de NaOH V 250 ml 0,25L M 1 40 g/mol M 1.V 20 40.0,25 2 mol/l Obs.: O termo molaridade como unidade de concentração já está absoleto e deve ser substituído por quantidade de matéria ou substância. Como este termo ainda é bastante usado, no nosso estudo vamos mantê-lo. molaridade de uma solução é dada pela relação entre o número de mols de soluto pelo volume da solução, ou seja: 2) São dissolvidos 19,6 g de H 2 SO 4 em água suficiente para 500 ml de solução. Qual é a molaridade dessa solução? 3) São dissolvidos 23,4 g de NaCl em água suficiente para 2 000 L de solução. Determinar a molaridade dessa solução. 4) Temos 400 ml de uma solução 0,15 mol/l de NaOH. Determinar a massa de NaOH existente nessa solução.
5) Quantos gramas de brometo de cálcio estão dissolvidos em 30 ml de solução 1,0.10-3 mol/l dessa substância? 4.3 - Concentração massa-massa. Uma outra maneira de expressar a concentração de uma solução é relacionar a massa do soluto com a massa da solução. Esta forma de concentração é expressa através do título ( ) e da percentagem em massa. Título ( ): indica a massa de soluto, em gramas, existente eg de solução. Uma solução que apresenta título ( ) 0,2 indica que eg de solução (m) existem 0,2g de soluto ( ) e 0,8g de solvente (m 2 ), ou seja: 1g de solução 0,2 g de soluto 0,8 g de solvente O título ( ) é o quociente da massa da soluto ( ) pela massa da solução (m). Obs.: O título é um número adimensional e está adimensional e o seu valor está compreendido entre 0 e 1 (0 < < 1). Percentagem em massa ou Título percentual ( % ): indica a massa do soluto, em gramas, existentes e00g de solução. Uma solução que apresenta 20% em massa de soluto indica que e00g de solução existem 20g de soluto e 80 g de solvente, ou seja: concentração de uma solução que apresenta título 0,2 é igual a concentração de uma solução que apresenta percentagem em massa 20%. única diferença é apenas o referencial da massa da solução, ou seja: Problemas 1) Prepara-se uma solução dissolvendo-se 10 g de sacarose e90 g de água. Qual é o título e a percentagem em massa dessa solução? Dados: 10g de sacarose m 2 190g de água.? + m 2 Título percentual: % 100. 10 g 0,05 10 + 190 g % 100.0,2 5% 2) O NaCl está presente na água do mar com 2,5% em massa. Que massa de água do mar deve ser transferida para uma salina para que, por evaporação da água, reste50 g de sal? 3) Determinar o título e a percentagem em massa de uma solução que apresenta 40g de hidróxido de sódio e60g de água. 4) Uma solução aquosa de ácido clorídrico apresenta 8% em massa de soluto. Isso significa que, para cada 100 g de solução, teremos g de soluto e g de solvente. ]
5) São dissolvidos 45 g de ácido sulfúrico em água. Calcule a massa de água, sabendo que o soluto corresponde a 15%, em massa, da solução. devemos multiplicar o produto (.d) por 1000, então: C 1000..d 6) O título de uma solução é 0,25. Calcule a massa do soluto, sabendo que a do solvente é de 60 g. b) Relação entre concentração em g/l e molaridade: Concentração (g/l) Molaridade (mol/l) M 1.V mol/l ( ) 8) Um ácido sulfúrico comercial apresenta 95% em massa de H 2 SO 4. Qual é a massa de água existente em 500g desta solução? C.V.M 1.V Como as grandezas massa de soluto ( ) são iguais, então: 4.4 - Relação entre as unidades de concentração. C.V.M1.V a) Relação entre concentração em g/l e Título: Concentração (g/l) Título Portanto a relação entre as três unidades é expressa por: m C.V.m Como as grandezas massa de soluto ( ) são iguais, então: C. m V C.V.m como C.d m V d, temos: Como a unidade de densidade é g/ml, o título é adimensional. Para que a unidade de concentração seja gramas por litro (g/l), Problemas 1) Qual é a concentração em g/l e de uma solução de Na 2 CO 3 que apresenta 20% de soluto em peso, e densidade 1,2g/mL? C 1000..d C 1000.0,2.1,2 C 240 g/l. 2) Uma solução aquosa de carbonato de sódio com 40% em massa de soluto, apresenta
densidade igual a 1,15 g/ml. Calcule a molaridade dessa solução. Na 23u, C 12u, O 16u. 3) O conteúdo do ácido acético no vinagre é de aproximadamente 3% em peso. Sabendo-se que a massa molar do ácido acético é 60g/mol e que a densidade do vinagre é de 1,0 g/ml, calcule a molaridade do ácido acético no vinagre. 4) Uma solução aquosa de CaBr 2 tem concentração igual a 10,0 g/l e densidade praticamente igual a 1,00 g/ml. Calcule o título e a molaridade da solução. (Dados: CaBr 2 200 g/mol.) 5) Uma solução aquosa, 24% em peso, de um ácido de fórmula H 2, tem densidade igual a 1,50g/cm 3. massa molar do ácido é de 300g/mol e da água 18g/mol. Calcular: a) a concentração em g/l LEITUR COMPLEMENTR Partes por milhão - ppm Para soluções onde a quantidade de soluto é muito pequena em relação a quantidade de solução, as unidades de concentração vistas anteriormente não são especialmente usadas. Neste caso costuma-se expressar em ppm (partes por milhão). unidade ppm indica quantas unidades de soluto existem em um milhão (10 6 ) de unidades de solução. quantidade de neônio existente em um ar seco e não poluído é 18 ppm em volume. Isto indica que em cada 10 6 litros (1000 m 3 ) de ar existe8 litros de neônio. Em um peixe, pescado um rio próximo a um garimpo, depois analisado, apresentou uma concentração de 0,60 ppm em massa de mercúrio (Hg). Isto indica que em cada 10 6 gramas de peixe existem 0,60g de mercúrio (Hg), ou seja, 0,6.10-3 g/kg de peixe. Considerando que a quantidade limite de mercúrio permitida em um alimento é de 0,5.10-3 g/kg por quilograma de alimento, indica que o mesmo não pode ser consumido. 5 - Diluição de Soluções. b) a concentração em mol/l. De acordo com a quantidade de soluto em uma solução podemos ter solução concentrada ou diluída. Quanto maior a quantidade de soluto em um determinado volume de solução, mais concentrada será a solução e, quanto menor a quantidade de soluto em um determinado volume de solução, mais diluída será a solução.
Existem duas maneiras de alterar a concentração de uma solução sem alterar a quantidade de soluto: evaporando o solvente, tornando-a mais concentrada ou adicionando solvente, tornando-a mais diluída. massa de soluto de uma solução, quando se adiciona solvente não se altera, mas a sua concentração (gramas por litro, molaridade e percentagem) diminui devido ao aumento do volume (ou massa) da solução. concentração da solução resultante da diluição de uma solução mais concentrada pode ser determinada empregando o seguinte raciocínio: 1) 50 ml de uma solução aquosa de H 2 SO 4 com concentração 40 g/l foi diluída, através da adição de água, até completar o volume de 250 ml de solução. Determine a concentração, em g/l, da solução final. Dados: C 40 g/l V 50 ml V 250 ml C? C.V C.V 40.50 C.250 C 8 g/l de H 2 SO 4 C' V' ' + solvente C" V" " 2) Calcular o volume de água que devemos adicionar a 500 ml de HCl 73g/L para obtermos ácido clorídrico 28,25 g/l. C.V C.V como temos: C.V C.V 3) dicionando-se, a 300 ml de uma solução de NaCl 0,2 mol/l, água suficiente para obter o volume de 1 L. Qual é a molaridade da solução resultante? nalogamente para os outras unidades, temos: - para a molaridade: ' V' " V" 4) Um volume igual a 400 ml de uma solução aquosa 2,0 mol/l de NaOH foi diluída até um volume final de 800 ml. Calcule a molaridade da solução final. - para o título: ' m' " m" Problemas 5) Qual a massa de água que deve ser adicionada a 500g de uma solução de BaCl 2 de
20%, em massa, para transformá-la em uma solução a 5 % em massa? diferentes e mesmo solvente com ocorrência de reações. Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente. 6) Um volume igual a 100 ml de solução aquosa de CaCl 2 0,6 mol/l é diluído com água até um volume final de 300mL. Calcule a concentração molar e a concentração em g/l da solução resultante. o misturar duas ou mais soluções de mesmo soluto com concentrações diferentes, conclui-se que a massa do soluto (ou número de mols) da solução resultante é igual a soma das massas do soluto (ou número de mols) das soluções que são misturadas e o volume da solução resultante também é a soma dos volumes das soluções misturadas. Logo, temos: 7) Explique como se pode preparar 200 ml de solução 0,5 mol/l de H 2 SO 4, a partir de uma solução 4,0 molar desse ácido? C' V' ' Solução' C' ' V' + C" V" " Solução" C" " V" C C V Solução resultante V ' C'.V' " C".V" C.V como ' + m" 1 temos: C.V C'.V' + C".V" 6 - Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente. mistura de soluções é um procedimento bastante empregado nos laboratórios e nas indústrias. determinação da concentração resultante e tão importante quanto a ocorrência ou não de reações entre elas. Quando misturamos duas soluções podemos ter dois casos diferentes: mistura de soluções sem ocorrência de reação e mistura de soluções com ocorrência de reação. No nosso estudo daremos importância as misturas de soluções de mesmo soluto e solvente e titulação, que é a mistura de solutos nalogamente para a molaridade e título, temos: V ' ' + " V" V m ' m' + " m" Problemas 1) 100 ml de solução de glicose de 0,5 mol/l são adicionados a 300 ml de solução de
glicose de 0,2 mol/l. Calcule a concentração em mol/l da solução obtida. Dados: sol.1 sol.2 Result. ' 0,5 mol/l e V '? e V 400 ml 100 ml " 0,2 mol/l e V " 300 ml V ' V' + " V". 400 0,5.100 + 0,2.300 0,275 mol/l 2) Calcular a molaridade da solução que resulta da mistura de 200 ml de solução de NaOH 0,1 mol/l com 300 ml de outra solução de NaOH 0,5 mol/l. 3) 40g de uma solução, a 20% em massa, de NaCl são misturados com 60g de outra solução de NaCl, a 8% em massa. Determine a porcentagem em massa da solução resultante. 4) 100 ml de uma solução 50 g/l de H 2 SO 4 são adicionados 100 ml de uma solução 120 g/l do mesmo ácido. Calcule a concentração, em g/l, da solução resultante da mistura. 7 - nálise Volumétrica - Titulação. nalisar uma amostra de material desconhecido consiste em determinar as espécies químicas que o constituem e suas quantidades. través de diferentes processo, dentre eles, reações químicas características, podemos determinar as espécies químicas que constituem o material. Este tipo de análise é denominada de análise qualitativa. Depois de conhecer as espécies químicas que constituem o material é feita análise para determinar as quantidades de cada espécie que constituem o material. Este tipo de análise é denominada de análise quantitativa. Dentre os tipos de análises quantitativas é de nosso interesse a análise volumétrica. análise volumétrica consiste em determinar quantitativamente as espécies através do volume. análise volumétrica mais utilizada é a que consiste em determinar a concentração desconhecida de uma solução através de outra solução de concentração conhecida. O conjunto de operações envolvido neste processo volumétrico é denominado de Titulação. De acordo com o tipo de reação envolvida na análise, a volumetria pode ser de três tipos: volumetria de neutralização, precipitação e oxirredução, sendo a de neutralização de interesse ao nosso estudo. volumetria de neutralização pode ser classificada em acidimetria e alcalimetria. determinação da concentração de uma solução ácida através de uma solução básica de concentração conhecida é denominada de acidimetria e a determinação da concentração de uma solução básica através de uma solução ácida de concentração conhecida é denominada de alcalimetria.
Os cálculos da volumetria de neutralização, como acidimetria e alcalimetria, baseia-se no princípio da equivalência, ou seja, as substâncias reagem numa proporção estequiométrica de quantidade de matéria (número de mols). Numa reação química a proporção em quantidade de matéria (número de mols) é dada pelos coeficientes da equação química. Para calcular a molaridade de uma solução a partir de outra solução de molaridade conhecida, deve-se proceder como nos exemplos abaixo: a) Numa titulação de 20 ml de solução de HCl foram gastos 10 ml de solução de NaOH 0,1 mol/l. Qual a concentração, em mol/l de HCl? Dados: Resolução: HCl{ V NaOH{ B V B? 20 ml 0,1 mol/l 10 ml 1 NaOH + 1 HCl 1 NaCl + 1 H 2 O 1 mol 1 mol proporção entre os reagentes (NaOH e HCl) é 1:1, ou seja: logo: 1 mol NaOH 1 mol HCl n B 1 n B 1 n Esta é a proporção equivalente em número de mols dos reagentes. Como: temos: n n 1 então, n 1.V V n B n.v B.V B 10.01.20 0,05 mol/l b) Qual o volume de solução 1,0 M de NaOH gasto para titular 60 ml de solução de H 2 SO 4 2,0M? Dados: Resolução: H 2 SO 4{ V NaOH{ B V B 2,0 mol/l 60 ml 1,0 mol/l 2 NaOH + 1 H 2 SO 4 1 Na 2 SO 4 + 2 H 2 O 2 mols 1 mol proporção entre os reagentes (NaOH e H 2 SO 4 ) é 2:1, ou seja: logo: 2 mol NaOH 1 mol H 2 SO 4 n B? 1 n B 2 n Esta é a proporção equivalente em número de mols dos reagentes, temos: n n B 2 n 2.V B.V B 1,0.V B 2 x 2,0 x 60 V B 240 ml c) 50 ml de solução de NaOH foram neutralizados, numa titulação, por 25 ml de solução 0,2 molar de HCl. Determine a concentração molar da base.
d) 40 ml de uma solução de hidróxido de sódio consumiram, para neutralização, 20 ml de solução 0,05M de ácido sulfúrico. Calcule a molaridade da solução da base. 4) Uma solução aquosa de NaCl apresenta (m) 12,5% em massa. Isso significa que, para cada 100 g de solução, teremos g de soluto e g de solvente. 5) Determinar a percentagem em massa de uma solução que apresenta 30g de soluto dissolvidos em 270g de água. Exercícios Problemas sobre unidades de concentração. 1) Determinar a concentração em gramas por litro (ou comum) de uma solução que apresenta num volume de 500mL uma massa de 10,6g de carbonato de sódio. 6) Determinar a massa de soluto que deve ser dissolvida em 200g de água para formar uma solução a 30% em massa de soluto. 2) Qual a massa de ácido sulfúrico dissolvida em 250mL de solução de concentração 4g/L? 7) Que massa de solução aquosa de cloreto de sódio a 4% em massa de soluto, é necessária para obter 6g de soluto? 3) Qual a massa de nitrato de prata necessária para preparar 200mL de solução na concentração de 17g/L? 8) Determinar a massa de soluto que se deve dissolver em 490g de solvente a fim de obter uma solução a 8% em massa de soluto.
9) Determinar a densidade de uma solução que apresenta 455,6g de ácido sulfúrico dissolvidos e822,4g de água perfazendo um volume de 2 litros. 14) Considere 40 ml de uma solução 0,5 mol/l de NaCl. Que volume de água deve ser adicionado para que a sua concentração passa a ser 0,2 mol/l? 10) Qual a massa de um litro de solução de ácido clorídrico de densidade 1,198g/mL? 15) Temos 80 ml de uma solução 0,1 mol/l de H 2 SO 4, à qual adicionados 120 ml de água. Determinar a molaridade da solução obtida. Problemas sobre diluição 11) Diluindo, em 250 ml de água, 200 ml de solução 5 mol/l de H 2 SO 4, qual será a molaridade final? 12) Calcule o volume de água a ser adicionada a 1 L de solução aquosa de H 2 SO 4 1 normal para torná-la 0,2 molar. 16) Calcule a concentração molar de uma solução obtida a partir de 1 L de solução de KNO 3 0,3 mol/l, à qual são acrescentados 500 ml de água. 13) Juntamos 50 ml de água a 200 ml de H 2 SO 4 5 mol/l. Qual é a molaridade da solução final? 17) Determine o volume de água que deve ser adicionado a 2 L de uma solução 0,5 mo/l de KBr, para torná-la 0,1 mol/l. 18) Quando adicionamos 100 ml de água a uma solução de NaCl, obtemos 1 litro de solução
0,09 mol/l. Determine a molaridade da solução inicial de cloreto de sódio. 19) 50mL de solução de H 2 SO 4 2,4 mol/l, devem ser diluídos de modo a obtermos uma solução 1 mol/l. Determine o volume da solução diluída. 20) Qual o volume máximo de ácido sulfúrico 0,5 molar que poderemos obter pela diluição de 30 ml de solução de H 2 SO 4 de densidade 1,3 g/ml e que apresenta 58,8% de H 2 SO 4 em massa? 23) Para efetuar um experimento, um químico necessita de 1.000 ml de solução aquosa 5,0 mol/l de HCl. Procurando no laboratório ele encontra somente dois frascos contendo solução aquosa de HCl. Num dos frascos se lê HCl 3,0 mol/l e no outro se lê 6,0 mol/l. Que volume o químico deve retirar de cada uma das soluções para que, após misturadas, obtenha a solução desejada? 24) Num laboratório um químico precisa de 500 ml de solução de NaOH de concentração 0,4 mol/l, e dispõe de duas soluções aquosas de NaOH, com concentrações 1,0 mol/l e 0,25 mol/l, respectivamente. Calcule o volume de cada solução disponível que o químico deve misturar para obter a solução de que necessita. Problemas de mistura de mesmo soluto 21) Que volumes de soluções 8,0 mol/l e 3,0 mol/l de HCl dever ser misturados para fornecer 1,0 litro de solução 6,0 mol/l de HCl? 25) Que volume de solução de NaCl de concentração igual a 50 g/l deve ser adicionado a 200 ml de solução de NaCl de concentração igual a 100 g/l para obtermos uma solução de concentração igual a 60 g/l? 22) 200 ml de uma solução aquosa 0,5 mol/l de H 2 SO 4 são adicionados a 500mL de uma solução aquosa do mesmo ácido, de concentração igual a 78,4 g/l. seguir, adicionam-se mais 300 ml de água. Calcule a molaridade da solução da solução final. 26) Que volumes de soluções de concentrações 1,0 mol/l e 2,0 mol/l de NaCl devem ser misturados para obtermos 100 ml de solução de NaCl de concentração 1,2 mol/l? 27) Que massa de solução aquosa co2% em massa de NaOH deve ser adicionada a 200 g de solução aquosa com 20% em massa de
NaOH para obtermos uma solução aquosa co8% em massa de NaOH? 28) Calcule a molaridade de uma solução obtida pela adição de 9,8g de H 3 PO 4 em 500mL de solução 0,3mol/L do mesmo ácido. 32) O volume de 50 ml de uma solução aquosa de HCl 0,2 M é titulado com solução aquosa de NaOH 0,1 M. Calcular o volume de solução de NaOH que deverá ser adicionado para obter-se a equivalência do sistema. 29) 30 ml de solução 0,1 molar de HNO 3 foram adicionados a 20 ml de solução 0,2 molar do mesmo ácido. Calcule a molaridade da solução resultante. 33) Na titulação de 25mL de solução de Na 2 CO 3 foram gastos 20 ml de solução de H 2 SO 4 0,1M. Qual a concentração da solução de Na 2 CO 3 em mol/l? Problemas de titulação 30) 20 ml de solução 0,1 M de hidróxido de potássio são titulados com uma solução 0,05 M de ácido nítrico. Determine o volume de ácido gasto para a neutralização completa da base. 34) 20 ml de HCl 0,1M neutraliza 25 ml de uma solução de Na 2 CO 3. Determinar a concentração molar da solução de carbonato de sódio. 31) Em uma titulação, adiciona-se 30 ml de solução de KOH 0,5 M a 25 ml de HNO 3 para completa neutralização. Calcular a molaridade do ácido utilizado. 35) Quantos ml de solução de H 2 SO 4 1,0 mol/l serão necessários para neutralizar 2g de Mg(OH) 2?
36) Calcule a massa de KOH necessária para neutralizar completamente 100mL de solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 0,1M. 37) 40 ml de solução de NaOH neutraliza 10 ml de solução de ácido clorídrico de densidade 1,074g/mL a 17% em massa de soluto. Calcule a concentração em mol/l da solução da base. 38) Foi preparada uma solução com 24,5g de ácido sulfúrico puro e água suficiente para 500 ml de solução. Determine a massa de carbonato de sódio que neutraliza completamente 100 ml da solução de ácido. 39) Quantos ml de solução 1 mol/l de NaOH, serão necessários para neutralizar 10g de solução de ácido clorídrico a 15% em massa de soluto? 40) Uma indústria comprou hidróxido de sódio como matéria prima e sabendo-se que o NaOH não era puro, resolveu fazer uma análise. Pesouse 3g dessa base e titulou com 20mL de solução de HCl 3M. Qual a percentagem de pureza deste hidróxido de sódio?