A fórmula da concentração em mol/L ou molaridade (M) é:
M = __m1__
M1 . V(L)
Onde,
m1 = massa do soluto (da glicerina);
M1= massa molar do soluto;
V (L) = volume da solução em litros.
Para usar essa fórmula, precisamos descobrir primeiro V e M1. A massa molar da glicerina é calculada normalmente:
M1(C3H8O3)= (3 . 12) + (8 . 1) + (3 . 16) = 92 g/mol
Já o volume da solução é encontrado por meio da fórmula da densidade:
d = m / v → v = m / d
A massa da solução (m) é dada pela soma da massa do soluto (glicerina) com a do solvente (água):
m = 368 g + 1600 g = 1968 g
Assim, substituindo os dados na fórmula acima, para encontrar o valor do volume, temos:
V = 1968 g / 1,044g/cm³ = 1885 cm³
Na fórmula da concentração em mol/L, o volume tem que ser dado em L, por isso fazemos a seguinte transformação:
1 L = 1dm3
1cm³ = 0,001dm³
Se dm³ = L, então:
1 cm³ --------- 0,001 L
1885 cm³ ----- V (L)
V = 1,885 L
Finalmente, podemos substituir todos os valores na fórmula da concentração em mol/L e encontrá-la:
M = __m1__
M1
. V(L)
M = ________368 g______
(92 g/mol) . (1,885 L)
M = 2,1 mol/L
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Lista de exercícios 9 Estudo das soluções I Concentração comum 01. Uma solução foi preparada adicionando-se 40 g de NaOH em água suficiente para produzir 400 mL de solução. Calcule a concentração da solução em g/mL e g/L. 02. Ao chorar convulsivamente, uma pessoa eliminou 5 mL de lágrima. Considerando que essa solução apresenta concentração de sais igual a 6 g/L, determine a massa de sais eliminados na crise de choro. 03. Considere o esquema a seguir, do qual foram retiradas três alíquotas A, B, C, a partir de uma mesma solução aquosa. Responda às seguintes questões: a) Qual a massa de soluto existente no recipiente A? b) Calcule a concentração em g/mL da solução contida no recipiente B. Nome: ___________________________________________________________________________ Bimestre: 2º nº: ________ Ano / série: 2ª série _____ Ensino: Médio Componente Curricular: Química Professor: Ricardo Honda Data: ____ / ____ / 2012 c) Forneça a concentração em mg/mL da solução contida no recipiente C. d) Se toda a água presente na solução original, após a retirada das três amostras, fosse evaporada, qual seria a massa de soluto obtida? 04. (PUCCAMP) – Evapora-se totalmente o solvente de 250 mL de uma solução aquosa de MgCl2 de concentração 8,0 g/L. Quantos gramas de soluto são obtidos? a) 8,0. b) 6,0. c) 4,0. d) 2,0. e) 1,0. 05. (UMC-SP) – O vinagre contém em média 60 g/L de um ácido. a) Qual é o ácido? b) Usando uma colher com vinagre (0,015 L) como tempero, quantos gramas do referido ácido estão contidos nesse volume? Densidade da solução 06. Uma solução foi preparada misturando-se 20 g de um sal em 200 g de água. Considerando-se que o volume da solução é igual a 200 mL, determine sua densidade em g/mL e g/L. 07. Uma solução cuja densidade é 1150 g/L foi preparada dissolvendo-se 160 g de NaOH em 760 cm 3 de água. Determine a massa da solução obtida e seu volume. (Dado: densidade da água = 1,0 g/cm 3 ). 08. 420 mL de uma solução aquosa foram preparados pela adição de uma certa massa de NaOH a 400 mL de água. Determine a massa de soluto presente nessa solução. (Dados: densidade da solução = 1,19 g/mL; densidade da água = 1,0 g/mL). RESOLUÇÃO A densidade é calculada através da relação entre massa da solução e volume da solução: LgmLg mL g d /1100/1,1 200 )20020( RESOLUÇÃO Como a densidade da água é igual a 1,0 g/cm 3 , temos que 760 cm 3 correspondem a 760 g de água. Assim, a massa da solução (160 g de NaOH + 760 g de água) é igual a 920 g. Portanto, considerando que a densidade da solução é igual a 1150 g/L (1 L de solução corresponde a 1150 g), temos que 920 g de solução corresponde a 0,8 L. RESOLUÇÃO Como a densidade da água é igual a 1,0 g/mL, temos que 400 mL de água correspondem a 400 g de água. Como a densidade da solução é igual a 1,19 g/mL, temos que 420 mL de solução é equivalente a 499,8 g, ou seja, 400 g de água e 99,8 g de soluto (NaOH). Título, porcentagem em massa e ppm 09. Uma solução foi preparada pela dissolução de 40 gramas de açúcar em 960 gramas de água. Determine seu título e sua porcentagem em massa. 10. Um frasco, existente no laboratório, apresenta o seguinte rótulo: Com base nesse rótulo, resolva: a) Qual a massa de ácido nítrico (HNO3) existente em 100 gramas da solução? b) Calcule a massa de água existente em 100 gramas da solução. c) Determine as massas de água e ácido nítrico presentes em 500 gramas dessa solução. d) Qual é o título dessa solução? 11. Calcule a massa, em gramas, do solvente contido em uma bisnaga de xilocaína a 2% e massa total 250 g. 12. Segundo o US Public Health Service (Serviço de Saúde Pública dos Estados Unidos), a água potável deve ter, no máximo, 0,05% de sais dissolvidos. Transforme essa porcentagem em massa em ppm. 13. (PUCCAMP) – A dispersão dos gases SO2, NO2, O3, CO e outros poluentes do ar fica prejudicada quando ocorre a inversão térmica. Considere que numa dessas ocasiões a concentração do CO seja de 10 volumes em 1 x 10 6 volumes de ar (10 ppm = 10 partes por milhão). Quantos m 3 de CO há em 1 x 10 3 m 3 do ar? a) 100. b) 10,0. c) 1,00. d) 0,10. e) 0,010. RESOLUÇÃO O título em massa é calculado através da relação entre massa de soluto e massa da solução, ou seja, 40 g / 1000 g = 0,04. Portanto, a porcentagem em massa de açúcar na solução é de 4%. RESOLUÇÃO 63% em massa de ácido nítrico significa que em 100 g da solução há 63 g de HNO3. RESOLUÇÃO Se em 100 g da solução, 63 g é de HNO3, temos que 37 g é de água. RESOLUÇÃO Se em 100 g de solução temos 63 g de HNO3 e 37 g de água, temos que em 500 g de solução haverá 315 g de HNO3 e 185 g de água. RESOLUÇÃO Se há 63% em massa de ácido nítrico na solução, temos que o título em massa equivale a 0,63. RESOLUÇÃO Se a bisnaga possui 2% de xilocaína, significa que 98% é de solvente. Assim, se a bisnaga possui 250 g, temos que 5 g correspondem à xilocaína e 245 g correspondem ao solvente. RESOLUÇÃO 0,05 g de sais dissolvidos ---------- 100 g de água potável x ---------- 10 6 g de água potável x = 500 g de sais (em 10 6 g de água potável), ou seja, 500 ppm. RESOLUÇÃO Alternativa E. 10 m 3 de CO ---------- 10 6 m 3 de ar x ---------- 10 3 m 3 de ar x = 0,01 m 3 de CO. Concentração em mol/L 14. Calcule a concentração em mol/L ou molaridade de uma solução que foi preparada dissolvendo-se 18 gramas de glicose em água suficiente para produzir 1 litro da solução. (Dado: massa molar da glicose = 180 g/mol). 15. Observe o frasco abaixo que contém uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), utilizada em laboratório, e responda às questões a seguir, sabendo que o volume da solução contida no frasco é 2,0 L. 16. (CESGRANRIO) – O metal mercúrio (Hg) é tóxico, pode ser absorvido, via gastrintestinal, pelos animais e sua excreção é lenta. A análise da água de um rio contaminado revelou uma concentração molar igual a 5,0 x 10 –5 mol/L de mercúrio. Qual é a massa aproximada, em mg, de mercúrio ingerida por um garimpeiro, ao beber um copo contendo 250 mL dessa água? (Dado: massa molar do Hg = 200 g/mol). I — Qual o número de mol do soluto presente nessa solução? II — Determine a massa de soluto presente nessa solução. III — Qual é o volume dessa solução que contém 0,01 mol de H2SO4? IV — Calcule a massa de soluto presente em 500 mL dessa solução. (Dado: massa molar do H2SO4 = 98 g/mol). 17. (UFV-MG) – Em 100 mL de um soro sanguíneo humano, há 0,585 g de cloreto de sódio (NaCl). A concentração em quantidade de matéria deste sal no sangue é, em mol/L: (Dado: NaCl = 58,5 g/mol). a) 0,5. b) 0,4. c) 0,3. d) 0,2. e) 0,1. 18. (UFCE) – Qual é a molaridade de uma solução aquosa de etanol (C2H6O) de concentração igual a 4,6 g/L? (Dado: massa molar do etanol = 46 g/mol). a) 4,6. b) 1,0. c) 0,50. d) 0,20. e) 0,10. 19. (FUVEST) – A concentração de íons fluoreto em uma água de uso doméstico é de 5,0 x 10 –5 mol/L. Se uma pessoa tomar 3,0 litros dessa água por dia, ao fim de um dia, a massa de fluoreto, em miligramas, que essa pessoa ingeriu é igual a:
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