Question

(FCMMG - adaptada) Um laboratorista preparou 140,0 mL de uma solução diluída 0,5 mol.L–1 de ácido nítrico – HNO3 – a partir de uma solução concentrada de densidade 1,40 g/mL–1 e 63% (m/m). Em relação ao ácido, à solução concentrada e à solução diluída, foram feitas as seguintes afirmativas:

Answer 1

Olá, 

A questão completa é:

Um laboratorista preparou 140,0 mL de uma solução diluída 0,5 mol.L-1 de ácido nítrico – HNO₃ – a partir de uma solução concentrada de densidade 1,40 g/mL e 63% (m/m). Em relação ao ácido, à solução concentrada e à solução diluída, foram feitas as seguintes afirmativas:

I. O ácido nítrico é um poderoso agente redutor.
II. A concentração da solução concentrada é de 14,0 mol.L⁻¹.
III. Foram utilizados 5,0 mL da solução concentrada na preparação da solução diluída.
IV. 20,0 mL da solução diluída apresenta um pH = 2.

Estão CORRETAS as afirmativas:

A) I e IV, apenas.
B) II e III, apenas.
C) III, II e I, apenas.
D) IV, III e II, apenas.

Vamos analisar as afirmações:

I) O ácido nítrico é um poderoso agente redutor.

O ácido nítrico é um ácido forte com alto poder oxidante, normalmente empregado para dissolver metais. Na reação os metais se oxidam e o íon NO₃⁻ se reduz a NO₂ que é liberado como gás. A afirmação é incorreta.

II) A concentração da solução concentrada é de 14,0 mol.L⁻¹.

Vamos supor que tenhamos 1kg (1000g) de solução concentrada de HNO₃. Sabemos que a densidade é calculada pela fórmula:

d = m ÷ v

Portanto podemos obter o volume total da solução concentrada manipulando a fórmula:

v = m ÷ d = 1000g ÷ 1,40 g/mL ≈ 714,3 mL

Como a solução tem concentração de ácido de 63% em massa, sabemos que ela apresenta 630 g de HNO₃ (m). A massa molar (MM) do ácido nítrico é 63 g/mol. Portanto, a quantidade de mols de HNO₃ na solução é:

n = m ÷ MM = 630 g ÷ 63 g/mol = 10 mol

Vamos calcular a concentração da solução concentrada. Sabemos que 714,3 mL = 0,7143L

C = n ÷ v = 10 mol ÷ 0,7143 L = 13,999 mol/L ≈ 14 mol/L.

A afirmação II está correta. 

III) Foram utilizados 5,0 mL da solução concentrada na preparação da solução diluída.

Vamos descobrir o volume (v₁) de solução concentrada utilizado aplicando a fórmula:

c₁ × v₁ = c₂ × v₂

v₁ = (c₂ × v₂) ÷ c₁

v₁ = (0,5 mol/L × 0,140 L) ÷ 14 mol/L = 0,005 L = 5,0 mL

A afirmação III está correta.

IV) 20,0 mL da solução diluída apresenta um pH = 2.

20 mL (0,020L) de uma solução de c = 0,5 mol/L vão possuir:

0,020L × 0,5 mol/L = 0,01 mol de ácido nítrico. 

0,01 mol ÷ 0,020L = 0,5 mol/L

20 mL de solução apresentam uma concentração de 0,05 mol/L de ácido, portanto terão 0,5 mol/L de íons H⁺.

Observe: se uma solução tem uma determinada concentração, qualquer volume que se utilizar dela apresentará essa concentração.

O pH é calculado pela fórmula:

pH = - (log ([H⁺]) = - (log (0,5)) = 0,301.

A afirmação IV é incorreta.

Portanto, as afirmações corretas são II e III.
A resposta correta é a alternativa B.

Espero ter ajudado.