Duas soluções aquosas de ácido sulfúrico contendo 19,5% em massa de ) e 80,0% em massa de ) são misturadas para formar uma solução de ).
Dados: MM:
a. Calcule a frações mássica de ácido sulfúrico e água na solução produto. ( 0,323 e 0,679)
b. Tomando 283 kg da solução de alimentação a como base, desenhe e rotule o fluxograma deste processo. Calcule a razão de alimentação (massa da solução a 19,5 % / massa da solução a 80%). (3,8)

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos duas soluções de ácido sulfúrico ( ) com diferentes porcentagens em massa e densidades. A gente vai misturar essas duas soluções para obter uma nova solução com uma concentração específica (4,00 M) e uma densidade dada. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de porcentagem em massa, densidade, e concentração molar. Vamos calcular as frações mássicas de ácido sulfúrico e água na solução final.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa porcentagem em massa. Se uma solução tem 19,5% de , isso quer dizer que em 100 g dessa solução, temos 19,5 g de ácido sulfúrico e o restante, 80,5 g, é água.

Passo 3

Agora, vamos olhar a segunda solução. Ela tem 80,0% de , então em 100 g dessa solução, temos 80,0 g de ácido sulfúrico e 20,0 g de água.

Passo 4

Quando misturamos as duas soluções, queremos formar uma nova solução com 4,00 M de . A molaridade (M) é a quantidade de moles de soluto por litro de solução. Vamos usar a massa molar do que é 98,08 g/mol para converter a concentração molar em massa.

Passo 5

Primeiro, calculamos quantos moles de estão presentes na solução final:
çã
Como a densidade da solução é 1,213 g/cm³ (ou 1,213 g/mL), podemos relacionar massa e volume.

Passo 6

Vamos considerar 1 litro (1000 mL) da solução final para facilitar os cálculos:
çã
Os moles de na solução final são:
Convertendo para massa:

Passo 7

Agora, sabemos que na solução final temos 392,32 g de em 1213 g de solução total. Para achar a fração mássica, dividimos a massa de cada componente pela massa total da solução.

Passo 8

Fração mássica de :
Fração mássica de água:
Arredondando, temos cerca de 0,679 para a água.

Resposta

As frações mássicas na solução produto são aproximadamente 0,323 de ácido sulfúrico e 0,679 de água.

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