Calcule o volume de ácido nítrico diluído (densidade
de
por peso) que pode ser preparado diluindo 50 mL de ácido concentrado (densidade
de
por peso). Calcule as concentrações mo- lares e as molalidades dos ácidos concentrado e diluido.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente vai calcular o volume de ácido nítrico diluído que dá pra fazer a partir de uma certa quantidade de ácido concentrado. Além disso, vamos descobrir as concentrações molares e as molalidades desses ácidos. Para isso, vamos precisar entender conceitos de densidade, porcentagem em peso, concentração molar e molalidade.
Passo 2
Primeiro, vamos encontrar a massa do ácido concentrado que temos. A densidade nos diz quanto um certo volume de substância pesa. A fórmula para isso é:
Temos 50 mL de ácido concentrado com densidade de
, então:
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos gramas de
estão nesse ácido concentrado. Sabemos que ele é 69,8%
por peso. Então:
Passo 4
Queremos diluir esse ácido concentrado para obter um ácido diluído com densidade de
e 19,0%
por peso. Primeiro, vamos descobrir qual deve ser a massa total do ácido diluído para que 19% dessa massa seja igual aos 49,558 g de
que temos:
Resolvendo para a massa diluída:
Passo 5
Agora, com a massa diluída, podemos encontrar o volume necessário usando a densidade do ácido diluído:
Passo 6
Vamos calcular as concentrações molares dos ácidos concentrado e diluído. A concentração molar (
) é dada por:
Primeiro, precisamos saber o número de mols de
. A massa molar do
é aproximadamente
.
Para o ácido concentrado:
Convertendo o volume para litros:
Então:
Para o ácido diluído:
O volume diluído é 234,5 mL ou 0,2345 L.
Passo 7
Agora, vamos calcular as molalidades dos ácidos. A molalidade (
) é dada por:
Assumindo que a massa total do ácido diluído é de 260,3 g e a massa de
é 49,558 g, a massa do solvente (água) é:
Então, a molalidade do ácido diluído é:
Para o ácido concentrado, a molalidade é um pouco mais complicada porque a massa do solvente não é diretamente dada. Geralmente, para soluções concentradas, usamos a densidade e a porcentagem para estimar a massa do solvente. Vamos considerar que os 71 g totais dos 50 mL de ácido concentrado contêm 69,8% de
, então:
Então:
Resposta
O volume de ácido nítrico diluído que pode ser preparado é aproximadamente
. As concentrações molares são
para o ácido concentrado e
para o diluído. As molalidades são
para o ácido concentrado e
para o diluído.