Exercício Quimica 2 PDF

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Exercícios Química 2...

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setor 1302 13020508

Aulas 39 e 40 CONCENTRAÇÃO COMUM, PORCENTAGEM EM MASSA DE SOLUTO E NOÇÃO DE PPM (PARTES POR MILHÃO)

Concentração =

2. A água do mar tem concentração média igual a 30g/L de sais diversos. Em uma salina, que quantidade de água do mar, por evaporação, fornecerá 60kg de sais?

Quantidade Soluto Quantidade Solução (ou Solvente) ,

Concentração Comum (C) C

1 L (mar) —— 30 g x —— 60 103 g x = 2 103 L

m1 g/L; mg/m3, etc V

ou m1 C= V

Densidade (d) d

m1 m2 g/cm3, g/L, etc V

m V

30 g/L =

Porcentagem em massa de Soluto (Título) m1 m (%)

60 103 g V

V = 2 10 3 L m1 m

100

3. Uma solução foi construída com 20g de KCl e água suficiente para 250mL de volume total, como mostra a figura abaixo.

ppm = partes por milhão 1 ppm = 1 grama de soluto em 1 milhão (106) de gramas de solução (ou solvente) *

250 mL

Código

Índice 1 Soluto Índice 2 Solvente Sem Índice Solução 1 m3 = 1000 L 1 L = 1000 mL = 1000 cm3

Exercícios

balão volumétrico

1. Em uma bula de um remédio consta a informação: glicose 0,3 mg/cm3

a) Qual a concentração comum em g/L?

20 g KCl —— 0,25 L x —— 1 L logo C = 80 g/L

a) Isto significa que cada cm3 do medicamento conterá 0,3 mg de glicose. b) Quantas gramas de glicose uma pessoa irá ingerir após tomar 100 mL daquele medicamento?

b) Qual a massa de sal em uma amostra de 5cm3 de solução?

1 mL —— 0,3 mg —— 0,3 10 – 3 g 100 mL ———————— x x = 0,03 g ALFA-5 85015058

250 mL —— 20 g KCl 5 mL —— x x = 0,4 g

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4. Uma solução foi constituída de 40g de glicose e 360g de água destilada. Determine a) A porcentagem em massa de soluto.

7. Apenas 5,0mg de íons chumbo, em cada 100 litros de água, já podem nos causar sérios problemas fisiológicos. a) Nessas condições, qual a concentração do chumbo em partes por milhão? b) Qual seria a concentração de chumbo em gramas por litro? (dH O = 1,0 g/mL)

m = m1 + m2 = 40 + 360 = 400 g 400 g —— 100% {x = 10% 40 g —— x m1 40 = 100 = 100 = 10% 400 m2

2

a) 5 mg Pb 2+ 5 10 – 3 g 100 L de H2O 100kg 10 5 g Teremos a relação: 105 g H2O —— 5 10 – 3 g Pb 2+ 106 g —— x 5 10 – 3g 106 x= = 5 10 – 2 g Pb 2 + 5 10

b) A densidade da solução, sabendo-se que o volume final era igual a 400mL.

d = m = 400 g = 1g/mL V 400 mL

Logo, teremos 5 10 – 2 ppm de Pb 2 +, ou seja, 5 10 – 2 g de chumbo em um milhão de gramas de água. b) 100L —— 5 10 – 3 g Pb 2 + 1L —— y 5 10 – 3 y= = 5 10 – 5 g 100

5. Qual massa de soluto formará com 200g de água uma solução de título 20%?

Logo C = 5 10 – 5 g/L

100 g —— 20 g —— 80 g H2O solução soluto 20 g soluto —— 80 g H2O x —— 200 g H2O x = 50 g ou =

m1 m1 + m2

ORIENTAÇÃO DE ESTUDO

m1 0,20 = m1 + 200

 Livro 2 — Unidade I (Cap. 1) Caderno de Exercícios — Unidade III

m1 = 50g Tarefa Mínima AULA 39 • Resolva os exercícios 22 a 25, série 1.

6. Considere que o ar contém 1,0% em volume do gás nobre argônio. Transforme essa porcentagem em ppm em volume.

AULA 40 • Resolva os exercícios 31 e 32, série 1.

100 L de ar —— 1,0 L de argônio 106 L de ar —— x 1,0 106 x= = 1,0 104 ppm 100

Tarefa Complementar AULA 39 • Resolva os exercícios 28, 29 e 30, série 1. AULA 40 • Resolva os exercícios 26 e 37, série 1.

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Aulas 41 e 42 CONCENTRAÇÃO EM MOL/L DAS SOLUÇÕES • A concentração em mol/L de uma solução indica a quantidade de mols do soluto considerado, para cada litro de solução.

1 litro –––––––––– 0,5 mol NaCl 1000 litros –––––––––– n n = 500 mol 1 mol NaCl –––––––––– 58,5 g m = 29250 g 500 mol –––––––––– m ou 29,25 kg 123

• Símbolos = ␩␩ ou [ ] Exemplo: ␩␩NaCl ou [NaCl] = 0,2 mol/L

Outra resolução: [NaCl] = m1 M 1V

• Questões envolvendo concentração em mol/L podem ser resolvidas por relações entre grandezas diretamente proporcionais (regra de três) ou através da expressão algébrica: ␩␩ = n1 = m1 V M1V

0,5 M =

Unidade = mol/L

m1 (58,5 g/mol) (1000 L)

m1 = (0,5 mol/L) (58,5 g/mol) (1000 L) m1 = 29250 g

␩␩ = concentração em mol/L n1 = quantidade de mols do soluto m1 = massa do soluto (gramas) M1 = massa molar do soluto (g/mol) V = volume da solução na unidade LITRO. Notações recomendadas

Notações não recomendadas, mas ainda em USO.

Concentração em mol/L

Concentração molar e molaridade

5. Um determinado gás poluente apresenta tolerância máxima de 2,0 10 – 5 mol/L em relação ao ar. Uma sala fechada de dimensões 4m 5m 3m contém 6mol daquele gás. A tolerância foi ultrapassada?

Unidade: mol/L

Unidade: molar ou M

V = 4m

3 m = 60 m3 = 60000 L

n 6 mol = 1 = = 1,0 6 10 4 L V

Exercícios 1,0 1. Uma solução molar ou 1,0 M apresenta de soluto para cada litro de solução. 2. Uma solução decimolar ou 0,1 M apresenta de soluto para cada litro de solução.

5m

0,1

10 – 4 mol/L

mol

A tolerância foi ultrapassada, já que 1,0 10 – 4 mol/L ⬎ 2,0 10 – 5 mol/L.

mol

–4 obs.: 1,0 10 = 0,5 2,0 10 – 5

10 = 5

3. A representação [glicose] = 0,2 M indica uma solução 0,2 contendo mol de soluto (glicose) para cada litro de solução. 4. Em uma salina, determine a massa de NaCl obtida após a evaporação completa da água de 1,0 m3 de água do mar. (Na = 23, Cl = 35,5) Dado: [NaCl] no mar = 0,5 mol/L 1 m3 = 1000 litros

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6. Um técnico pesou uma amostra de sulfato de cobre II pentahidratado (CuSO4 5H2O) e encontrou o valor de 49,9 g.

8. Em uma solução 0,5M de Fe2(SO4)3, calcule a concentração em mol/L em função dos íons Fe3+ e SO42–.

A amostra foi colocada em um balão volumétrico. Em seguida, o técnico adicionou água destilada até a marca do balão, correspondente a 250 mL. Determine a concentração em mol/L da solução. (Cu = 63,5 , S = 32, O = 16, H = 1)

Fe2(SO4)3 2Fe 3 + 1 mol : 2 mol : 1 mol/L : 2 mol/L : 0,5 M x 3+ [Fe ] = x = 1,0 mol/L [SO42–] = y = 1,5 mol/L

Massa Molar de CuSO4 5H2O = 249,5 g/mol n=

m 49,9 g = = 0,2 mol M 249,5 g/moL

[sal] =

n 0,2 mol = = 0,8 mol/L V 0,25 L

x

–––––––– 1 L

Logo, [sal] = 0,8 mol/L

n = 0,2 mol

123

0,2 mol –––––––– 0,25 L

123

2ª- resolução 1 mol –––––––– 249,5 g n –––––––– 49,9 g

x = 0,8 mol (em 1,0 litro)

+

3SO42– 3 mol 3 mol/L y

9. Determine a concentração em mol/L de uma solução de Na3PO4, sabendo-se que a concentração de íons Na+ vale 0,6 mol/L.

Na3PO4 3Na+ + PO43– 1M : 3M x 0,6 mol/L x = [Na3PO4] x=

0,6 3

x = 0,2 mol/L

7. Em uma emergência, um técnico de hospital preparou soro glicosado, dissolvendo 108g de glicose em água suficiente para 2,0 litros de solução. Determine a concentração em mol/L de glicose no soro obtido. (Glicose = 180 g/mol)

10. Calcule o número de íons Al3+ em 100 mL de solução 0,2 mol/L de Al2(SO4)3.

Há vários caminhos: 1) Al2(SO4)3 2 Al 0,2 M 0,4 M 1 L –––– 0,4 mol Al3+ 0,1 L –––– x x = 0,04 mol Al3+ nº- íons = 0,04 (6 1023) = 2,4 1022 íons

1 mol Gli –––––––– 180 g n –––––––– 108 g n = 0,6 mol 2 L –––––––– 0,6 mol 1 L –––––––– x x = 0,3 mol [Gli] = 0,3 mol/L

2) Sal

n = 1 V

0,2 =

n1 0,1

n1 = 0,02 mol

108 [Gli] = 180 2 [Gli] = 0,3 mol/L

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123 123

Outra resolução: m1 [Gli] = M 1V

Al3+

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n = 2 0,02 = 0,04 mol nº- íons = 0,04 (6 1023) = 2,4 1022 íons

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Tarefa Complementar

ORIENTAÇÃO DE ESTUDO AULA 41

 Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)

•

Caderno de Exercícios — Unidade III

Resolva os exercícios 40 a 43, série 1.

AULA 42

Tarefa Mínima

•

Resolva os exercícios 33, 44, 49 e 50, série 1.

AULA 41 • Resolva os exercícios 38 e 39, série 1. AULA 42 • Resolva os exercícios 46, 47 e 48, série 1.

Aula 43 QUESTÕES ENVOLVENDO VÁRIOS TIPOS DE CONCENTRAÇÃO

Tipo de concentração

Expressão algébrica C

m1 V

g/L; g/mL, etc

␩␩

n1 V

mol/L

m1 m

––

Comum mol/L Porcentagem em massa de soluto (Título)

A concentração ppm em volume é particularmente útil para soluções gasosas.

Unidades

Exemplo: 0,8 ppm em volume de CO no ar significa: 0,8 L (CO)

–––––––––––––––

106 L de ar

COMENTÁRIO

A concentração ppb significa “partes por bilhão”. Assim, 1,0 ppb de Hg2+ na água significa: 1,0 g de Hg2+ ––––––– 109 g (um bilhão) de solução

Exercícios As conversões entre esses tipos de concentração podem ser

1. Deduzir a relação: C = d*

feitas: • Admitindo-se 1,0 L de solução. • Através da expressão de conversão. C = 1000 d = ␩␩M1

onde C = conc. comum (g/L) d* = densidade (g/L) = Título (% massa de soluto).

C g/L d g/mL O CONCEITO DE ppm (partes por milhão)

Para soluções muito diluídas em relação a um determinado soluto, é útil expressar a concentração desse soluto em ppm. 1,0 ppm

1,0 parte em um milhão de partes.

1,0 ppm (em massa)

123 123

1,0 ppm (em volume)

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C = m1 V

m1 = CV

m1 m

m1 = m

=

CV = m

1,0 g(soluto) –– 106 g (solução)

C=

1,0 L(soluto) –– 106 L (solução)

m V

C = d*

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2. Qual a diferença entre as expressões C = d e C = 1000 d ?

C = 1000 d

mesmas unidades

g/L

NaCl

g/mL

1 mol ––––––––– 58,5 g n ––––––––– 5,85 g n = 0,1 mol

123

C=d

4. Um soro caseiro para hidratação infantil foi produzido pela dissolução de 5,85 g de NaCl e 102,6 g de sacarose, em água suficiente para um litro de soro. Determine a concentração molar de cada soluto no soro. (NaCl = 58,5 g/mol; sacarose = 342 g/mol)

123

Sacarose

1 mol ––––––––– 342 g n ––––––––– 102,6 g n = 0,3 mol

Logo [NaCl] = 0,1 mol/L [Sacarose] = 0,3 mol/L

3. Considere que uma “solução de bateria” típica apresente d = 1,3 g/mL e 38% em massa de H2SO4. Determine a concentração do ácido: a) em gramas por litro; b) em mols por litro. (H2SO4 = 98 g/mol)

5. Um vinagre contém ácido acético na concentração 0,8mol/L. Qual a massa desse ácido em cada litro de vinagre? (ácido acético = 60 g/mol)

Para V = 1000 mL de solução, teremos: 1L –––––––––– 0,8 mol de ácido acético 1 mol –––––––––– 60 g 0,8 mol –––––––––– m m = 48 g

123

d = 1,3 g/mL

1 mL ––––––– 1,3 g solução 1000 mL ––––––– m

123

m = 1300 g de solução massa de H2SO4 = m1 = 38% de 1300 g 1300 g ––––––––– 100% m = 494 g 1 m1 ––––––––– 38%

6. Segundo a CETESB, o ar contendo 9,0ppm em volume de CO é considerado regular. Qual a porcentagem em volume do CO no ar?

123

n = 5 mol

9 L CO ––– 106 L (ar) x ––– 100% 9 100 x= = 9 10 – 4% 10 6

9 ppm

2ª- resolução: C = 1000 d C = 1000 (1,3)

38 100

C = 494 g/L C = m1 =

123

1 mol H2SO4 ––––––––– 98 g n ––––––––– 494 g Respostas: a) 494 g/L b) 5 mol/L

ORIENTAÇÃO DE ESTUDO

 Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)

C 494 g/L = = 5 mol/L M1 98 g/mol

Caderno de Exercícios — Unidade III

Tarefa Mínima • Resolva os exercícios 55 e 58, série 1.

Tarefa Complementar • Resolva os exercícios 56, 57 e 59, série 1.

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Aula 44 DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES 2. Qual volume de água deveremos adicionar a 60 cm3 de solução de NaCl de concentração 40 g/L, tal que a concentração diminua para 5,0 g/L?

Diluir uma solução significa acrescentar solvente a esta solução. Com isto, veremos que: a) A quantidade de soluto permanece constante. b) O volume da solução aumenta. c) A concentração (␩␩, , C) diminui.

CV = C’ V’ 40 60 = 5 V’ V’ = 480 cm3 V(adic) = 480 – 60 = 420 cm3

adicionando solvente

␩␩

m1 = constante n1 = constante

C

solução mais diluída

3. A 100mL de solução 0,5M de H2SO4 adicionou-se 400mL de água. Qual a concentração final em mol/L?

␩␩’ ⬍ ␩␩

’⬍ C’ ⬍ C

V = ’ V’ 0,5 100 =

Exercícios

’ 500

’ = 0,1 mol/L

1. Deduzir as expressões para diluição: a) C V (antes) = C’ V’ (depois) b) ␩␩V (antes) = ␩␩’ V’ (depois)

a) C = m1 V

m1 = CV

m1 (antes da diluição) = m1’ (após) Logo, substituindo: CV = C’V’ b)

= n1 V

n1 =

4. Qual volume de água deverá evaporar de 600mL de solução 0,1M de glicose, tal que a concentração aumente para 0,3M?

V = ’ V’ (início) (final) (0,1 M) (600 mL) = (0,3 M) V’ V’ = 200 mL (solução final) Volume a ser evaporado: 600 mL – 200 mL = 400 mL

V

n1 (antes) = n1’ (depois) ou V = ’V’

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5. Como deverá ser diluída uma solução para que a concentração diminua de 1,0 mol/L para 0,2 mol/L?

ORIENTAÇÃO DE ESTUDO

 Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)

V = ’ V’ 1,0 V = 0,2 V ’ V’ 1,0 = =5 V 0,2

Caderno de Exercícios — Unidade III

Tarefa Mínima • Resolva os exercícios 62 a 65, série 1.

O volume deve aumentar 5 vezes.

Tarefa Complementar • Resolva os exercícios 66 a 69, série 1.

6. Qual será a nova porcentagem em massa de H2SO4 se acrescentarmos 600 g de água destilada a 400 g de “água de bateria” contendo 38% do ácido?

=

m1 m

m1 = m’1

m1 = m m = ’m’

Substituindo: 38 400 = ’ (400 + 600) 100 ’ = 0,152 ou 15,2%

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