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Soluções e cálculos químicos (mariana)
 

Soluções e cálculos químicos (mariana)

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    Soluções e cálculos químicos (mariana) Soluções e cálculos químicos (mariana) Document Transcript

    • Soluções e Cálculos Químicos1. SoluçõesSolução é toda mistura homogênea de duas ou mais substâncias.Solução = Soluto + SolventeComo nem sempre é fácil distinguir o soluto e o solvente de uma solução, considera-se comosolvente a substancia que está em maior quantidade. O solvente mais comum e o maisimportante é a água consistindo assim soluções aquosas.1.1. Classificação das soluções1.1.1. Quanto ao estado físico do solvente: • Sólidas. Ex.: ligas metálicas • Líquidas. Ex.: cloreto de sódio em água; álcool em água; gás carbônico em bebidas, refrigerantes • Gasosas. Ex.: ar atmosférico1.1.2. Quanto a natureza das partículas dissolvidas: • Iônicas ou Eletrolíticas:São aquelas em que o soluto é um eletrólito (ácido, hidróxido ou sal).As soluções iônicas conduzem a corrente elétrica por causa da presença dos íons resultantes dadissociação ou ionização do soluto eletrólito. Na+Cl – (em água) → Na+ + Cl- Dissociação HCl (em água) → H+ + Cl- Ionização NaCl → ligação iônica HCl → ligação covalente polar • Moleculares ou Não-eletrolíticas:São aquelas em que o soluto é um não-eletrólito, não sofrendo ionização nem dissociação nomeio do solvente.As soluções moleculares não conduzem corrente elétrica.Ex.: Solução aquosa de açúcar é uma solução molecular, pois não há íons, mas sim moléculas deaçúcar (C12H22O11) dissolvidas na água.1.1.3. Quanto à proporção soluto/solvente: • Diluída • Concentrada • Saturada • SupersaturadaSolução saturada é aquela que possui a quantidade máxima possível de soluto dissolvido numacerta quantidade de solvente, a uma determinada temperatura, correspondendo ao “limite deestabilidade”. A partir desse ponto de saturação, qualquer quantidade a mais de soluto que foradicionado ao sistema não mais se dissolverá, precipitando-se no fundo do recipiente.As soluções supersaturadas são elaboradas através de processos químicos laboratoriais pormeio dos quais se “força” a dissolução de uma quantidade de soluto maior do que a quantidadelimite de saturação numa determinada temperatura. Entretanto, as soluções supersaturadas sãosempre instáveis a ponto de uma simples agitação poder provocar a precipitação do excesso desoluto, voltando a solução ao ponto de saturação.
    • 2. Solubilidade2.1. Coeficiente de Solubilidade ou simplesmente Solubilidade:É definido como a máxima quantidade de soluto que é possível dissolver em uma quantidade fixade solvente (em geral 100g), a uma determinada temperatura. C.S = massa do soluto massa do solventeEx.: O coeficiente de solubilidade do KCl é:27,6 g de KCl/ 100g de H2O, a 0°C37,0 g de KCl/ 100g de H2O, a 30°CAssim, pode-se observar que o coeficiente de solubilidade de uma substância depende datemperatura e corresponde à solução saturada desta substância, a uma determinadatemperatura.2.2. Curva de Solubilidade:É o gráfico que representa a variação da solubilidade de uma substância com a temperatura,sendo, portanto, um gráfico C.S x Temperatura.3. Concentração das SoluçõesHá várias maneiras de se expressar a concentração de uma solução, as quais, de maneira geral,relacionam a quantidade de soluto com a quantidade de solução.3.1. Percentagem em massa (% m/m), ou Título percentual (T%)Indica a massa do soluto contida em 100g de solução.Uma solução a x% em massa contém x gramas de soluto em cada 100g de solução. massa de soluto x 100 massa de solução3.2. Percentagem em volume (% v/v)Indica o volume do soluto (em cm3) contida em 100cm3 de solução.Uma solução a x% em volume contém x cm3 de soluto em cada 100cm3 de solução. volume do soluto x 100 volume do solução
    • 3.3. Percentagem em Massa/volume (% m/v) ou simplesmente percentagem (%)Indica a massa em gramas de soluto contida em 100 cm3 de solução.Uma solução a x% em m/v contém x gramas de soluto em cada 100 cm3 de solução. massa do soluto x 100 volume do solução3.4. Concentração Comum ou simplesmente Concentração (C)Indica a massa em gramas de soluto contida 1 litro de solução. C = m --------- massa do soluto em gramas V --------- volume da solução em litros3.5. Título em massa ou simplesmente Título (T)Indica a massa em gramas de soluto pela massa total da solução.T = m(soluto) m(solução)Obs.: T% = 100 x TP.S.: Relação entre Concentração Comum e Título:Sendo m1 a massa do soluto, m2 a massa do solvente, v o volume da solução, m1 + m2 = massada solução, então:C = m1 VT = m1 m1+m2C = m1 + m2 ←densidade (d)T VC=dTC = d x T (g/cm3)C = 1000 x d x T (g/L)3.6. Concentração Molar (M), Molaridade ou Mol/LitroIndica o número de mols do soluto em 1 litro de solução massa em gramas de soluto pela massatotal da solução.M = n (1) VMas, como n = m → M = m → M = m M.M M.M V x M.M VSabemos que n = m , sendo n o número de mols, m a M.Mmassa em gramas e M.M a Massa Molar em gramasDaí vem que m = M.M x n.C = m → C = M.M x n → C = M.M x M V V
    • 4. Diluição de Soluções • Adição de Solvente • Aumento de Volume • Diminuição da ConcentraçãoCi x Vi = Cf x Vfi – inicialf – finalC – Concentração (M ou C)V- VolumeEx.: Determine o volume de água, em ml, a ser adicionado a 100 ml de uma solução de H2SO40,2 M para diluí-la até 0,1 M.Mi = 0,2 ; Vi = 100 ml ; Mf = 0,1 ; Vf = H0,2 x 100 = 0,1 x H → H = 200 ml = VfVf = Vi + Vágua → 200 = 100 + Vágua → Vágua = 100 ml5. Mistura de Soluções com o mesmo solutoC1 x V1 + C2 x V2 = Cf x VfC – Concentração (M ou C)V – VolumeEx.: Calcule a concentração, em mol/L, da mistura resultante entre 200 ml de H 2SO4 0,2 M com800 ml de H2SO4 9,8 g/L.M.A: H = 1; S = 32; O = 16Massa Molecular: H2SO4 = 2 x 1 + 1 x 32 + 4 x 16 = 98Massa Molecular (M.M) = 98g/mol1 mol  98gz  9,8g/Lz = 0,1 mol/LC1 = 0,2; V1 = 200ml; C2 = 9,8g/L = 0,1 mol/L; V2 = 800ml; Vf = V1 + V2 = 200 + 800 = 1000ml0,2 x 200 + 0,1 x 800 = Cf + 1000 → Cf = 0,12 mol/LExercícios1 – (UFRN, 1998) Um aluno preparou 1 litro de solução de NaOH, da qual 250mL foramcolocados em um béquer. A solução inicial e a quantidade retirada diferem quanto às:A) concentrações em g/L.B) densidades.C) massas do soluto.D) percentagens em massa do soluto.2 – (UFMG, 2001) Seis soluções aquosas de nitrato de sódio, NaNO 3, numeradas de I a VI, forampreparadas, em diferentes temperaturas, dissolvendo-se diferentes massas de NaNO3 em 100 gde água. Em alguns casos, o NaNO3 não se dissolveu completamente.Este gráfico representa a curva de solubilidade de NaNO3, em função da temperatura, e seispontos, que correspondem aos sistemas preparados:
    • A partir da análise desse gráfico, é CORRETO afirmar que os dois sistemas em que háprecipitado são:A) I e II.B) I e III.C) IV e VD) V e VI.3 – (UFRN, 2002) A dissolução de uma quantidade fixa de um composto inorgânico depende defatores tais como temperatura e tipo de solvente. Analisando a tabela de solubilidade do sulfatode potássio (K2SO4) em 100g de água (H2O) abaixo, indique a massa de K2SO4 que precipitaráquando a solução for devidamente resfriada de 80°C até atingir a temperatura de 20°C. Temperatura (°C) K2SO4 (g) 0 7,1 20 10,0 40 13,0 60 15,5 80 18,0 100 19,3A) 28 g C) 10 gB) 18 g D) 8 g4 – (UFRN, 1997) Uma solução a 5% em massa de hipoclorito de sódio (NaOCl) em água échamada comercialmente de água sanitária. Considerando-se a densidade da solução igual a1,0g/mL, a massa (em gramas) de NaOCl necessária para preparar 1L de água sanitária é:a) 0,5 c) 95,0 e) 50,0b) 5,0 d) 55,05 – (Fuvest, 2001) Considere duas latas do mesmo refrigerante, uma na versão “diet” e outra naversão comum.Ambas contêm o mesmo volume de líquido (300 mL) e têm a mesma massaquando vazias. A composição do refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma diferença: aversão comum contém certa quantidade de açúcar, enquanto a versão “diet” não contêm açúcar(apenas massa desprezível de um adoçante artificial).Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram obtidos os seguintes resultados: Amostras Massa(g) lata com refrigerante comum 331,2 lata com refrigerante “diet” 316,2Por esses dados, pode-se concluir que a concentração, em g/L, de açúcar no refrigerante comumé de, aproximadamente:a) 0,020 c) 1,1 e) 50b) 0,050 d) 20
    • 6 – (PUC-RS, 2002/1) O ácido sulfúrico concentrado é um líquido incolor, oleoso, muito corrosivo,oxidante e desidratante. No almoxarifado de um laboratório há disponível o ácido sulfúricoconcentrado de densidade 1,8g/cm3, contendo 90% de H2SO4 em massa.A massa de ácido sulfúrico presente em 100 mL deste ácido concentrado é:A) 1,62 C) 162 E) 1620B) 32,4 D) 3247 – (Fuvest, 2002) Quando o composto LiOH é dissolvido em água, forma-se uma soluçãoaquosa que contém os íons Li+(aq) + e OH-(aq). Em um experimento, certo volume de soluçãoaquosa de LiOH, à temperatura ambiente, foi adicionado a um béquer de massa 30,0 g,resultando na massa total de 50,0 g. Evaporando a solução até a secura, a massa final (béquer +resíduo) resultou igual a 31,0 g. Nessa temperatura, a solubilidade do LiOH em água é cerca de11 g por 100 g de solução. Assim sendo, pode-se afirmar que, na solução da experiência descrita,a porcentagem, em massa, de LiOH era de:a) 5,0%, sendo a solução insaturada. d) 11%, sendo a solução saturada.b) 5,0%, sendo a solução saturada. e) 20%, sendo a solução supersaturada.c) 11%, sendo a solução insaturada.8 - Efetuando-se a reação entre 18 g de alumínio e 462 g de gás cloro, segundo a equação:Al(s) + Cl2(g) → AlCl3(s)obtém-se uma quantidade máxima de cloreto de alumínio igual a:(massas atômicas: Al = 27, Cl = 35,5)a) 36 g. c) 89,0 g. e) 240 g.b) 44,5 g. d) 462 g.9 – (PUC-MG) O medicamento "Leite de Magnésia" é uma suspensão de hidróxido de magnésio.Esse medicamento é utilizado para combater a acidez estomacal provocada pelo ácido clorídrico,encontrado no estômago. Sabe-se que, quando utilizamos 12,2 g desse medicamento, neutraliza-se certa quantidade do ácido clorídrico, produzindo 16,0 gramas de cloreto de magnésio. O graude pureza desse medicamento, em termos do hidróxido de magnésio, é igual a:(massas molares: Mg(OH)2 = 58 g/mol, HCl = = 36,5 g/mol e MgCl2 = 95 g/mol)a) 90%. c) 60%. e) 30%.b) 80%. d) 40%.10 - (Cesgranrio-RJ) O gás hidrogênio pode ser obtido em laboratório a partir da reação dealumínio com ácido sulfúrico, cuja equação química não ajustada é dada a seguir:Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2Um analista utilizou uma quantidade suficiente de H2SO4 para reagir com 5,4 g do metal e obteve5,71 litros do gás nas CNTP. Nesse processo, o analista obteve um rendimento aproximado de:(Dado: Al = 27)a) 75%. c) 85%. e) 95%.b) 80%. d) 90%.Gabarito 1. C 3. D 5. E 7. A 9. B 2. B 4. E 6. C 8. C 10. C