Uma solução é uma mistura homogênea de duas ou mais substâncias. A substância presente em maior quantidade é geralmente chamada de solvente, e as outras substâncias são chamadas de soluto. O comportamento das soluções depende geralmente não só da natureza dos solutos, mas também de suas concentrações. Concentração, assim, é usada para designar a quantidade de soluto dissolvida em uma determinada quantidade de solvente ou solução. Quanto maior for a quantidade de soluto dissolvida em certa quantidade de solvente, mais concentrada será a solução resultante. Uma solução foi preparada a partir da dissolução de 23,4 g (ou 0,165 mol) de sulfato de sódio (Na2SO4) em água suficiente para perfazer 125 mL de solução.
a) Calcule a concentração em massa para esta solução (g/L).
b) Calcule a concentração em Quantidade de Matéria para esta solução (mol/L).
c) Você precisa preparar uma solução de 1 mol/L em um balão volumétrico de 100 mL. Assim, será retirada uma quantidade da solução inicial, transferida para o balão volumétrico de 100 mL e, em seguida, preenchida com água destilada. Qual o volume da solução inicial de sulfato de sódio transferido para realizar esta diluição?
d) Para estar em seu formato isolado, a solução de sulfato de sódio tem máximo de solubilidade de aproximadamente 45g de soluto para 100g de água. Qual a massa de sulfato de sódio que pode ser adicionada na solução inicial (23,4g de sulfato de sódio em 125mL) para que esta forme uma solução saturada?
a) Calcule a concentração em massa para esta solução (g/L).
b) Calcule a concentração em Quantidade de Matéria para esta solução (mol/L).
c) Você precisa preparar uma solução de 1 mol/L em um balão volumétrico de 100 mL. Assim, será retirada uma quantidade da solução inicial, transferida para o balão volumétrico de 100 mL e, em seguida, preenchida com água destilada. Qual o volume da solução inicial de sulfato de sódio transferido para realizar esta diluição?
d) Para estar em seu formato isolado, a solução de sulfato de sódio tem máximo de solubilidade de aproximadamente 45g de soluto para 100g de água. Qual a massa de sulfato de sódio que pode ser adicionada na solução inicial (23,4g de sulfato de sódio em 125mL) para que esta forme uma solução saturada?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma solução feita com sulfato de sódio ($ Na_2SO_4 $) dissolvido em água. Vamos trabalhar com conceitos de concentração de soluções, que nos ajudam a entender quanta quantidade de soluto (sulfato de sódio) está presente em uma certa quantidade de solvente (água) ou na solução total. Vamos resolver cada parte do exercício passo a passo usando fórmulas matemáticas em LaTeX.
Passo 2
a) Calcular a concentração em massa para esta solução (g/L).
Primeiro, precisamos entender que a concentração em massa é a quantidade de soluto em gramas por litro de solução. A fórmula para calcular isso é:
Temos:
- Massa do soluto ($ Na_2SO_4 $) = 23,4 g
- Volume da solução = 125 mL = 0,125 L
Agora, substituímos na fórmula:
Passo 3
b) Calcular a concentração em Quantidade de Matéria para esta solução (mol/L).
A concentração em quantidade de matéria, ou molaridade, é a quantidade de mols de soluto por litro de solução. A fórmula é:
Dados:
- Número de mols ($ n $) = 0,165 mol
- Volume da solução = 0,125 L
Aplicando a fórmula:
Passo 4
c) Preparar uma solução de 1 mol/L em um balão volumétrico de 100 mL. Qual o volume da solução inicial transferido?
Aqui, vamos usar a fórmula de diluição:
onde:
- $ C_1 $ = concentração inicial = 1,32 mol/L
- $ V_1 $ = volume da solução inicial que precisamos encontrar
- $ C_2 $ = concentração final = 1 mol/L
- $ V_2 $ = volume final = 0,100 L
Rearranjando para encontrar $ V_1 $:
Então, você precisa transferir aproximadamente 75,76 mL da solução inicial para o balão volumétrico.
Passo 5
d) Qual a massa de sulfato de sódio que pode ser adicionada para formar uma solução saturada?
Sabemos que a solubilidade máxima do $ Na_2SO_4 $ é de 45 g por 100 g de água. Vamos calcular quanto soluto podemos adicionar aos 125 g de água que temos.
Primeiro, calculamos a quantidade máxima de soluto que 125 g de água podem dissolver:
Atualmente, já temos 23,4 g de soluto na solução. Então, a massa que podemos adicionar é:
Resposta
a) A concentração em massa é 187,2 g/L.
b) A concentração em quantidade de matéria é 1,32 mol/L.
c) Deve-se transferir aproximadamente 75,76 mL da solução inicial.
d) Pode-se adicionar 32,85 g de sulfato de sódio para formar uma solução saturada.