Question

Foi preparado uma solução aquosa que contém 40 mL de HCl em 500 mL de solução.
Sabendo que a densidade do HCl 1,18 g/mL e as massas atômicas H = 1,0 u, Cl = 35,5 u,
Calcule:
a) A concentração em g/L;
b) A concentração em mol/L;

Answer 1

a) concentração em g/L = 94,4

b) concentração em mol/L = 2,58 mol/L

Fundamentos Teóricos

Mol

É a quantidade de matéria em química e corresponde a 6,02x10^23 unidades de uma determinada espécie química, moléculas, átomos ou íons. Este número comumente usado como 6x10^23 é conhecido como número de Avogadro

Massa Molar

É a massa em grama referente a 1 mol de moléculas, átomos ou íons. Ela é determinada a partir das massas atômicas dos elementos.

Exemplificando

Considerando a massa atômica do Na = 23 u; do H = 1 u; S = 32 u e O = 16 u

A massa molar de 1 mol de átomos de Na é de 23 g

A massa molar de 1 mol de cátions Na+ é de 23 g

A massa molar de 1 mol de H2SO4 = 2 x 1 + 1 x 32 + 4 x 16 = 98 g

Sua unidade de medida, portanto é g/mol

Existem várias  maneiras de expressarmos a quantidade de um soluto em uma solução e entre elas temos:

Concentração comum ou em g/L

Expressa a massa de soluto em grama dividida pelo volume da solução em litro. Matematicamente podemos escrever:

C(g/L) = m1 / V onde

C(g/L) é a concentração comum

m1 = massa de soluto em grama

V = volume da solução em litro

Concentração em quantidade de matéria (mol/L)

Expressa a quantidade de matéria existente em um determinado volume de solução em litro. Sua expressão é:

C(mol/L) = n / V onde

C(mol/L) = a concentração em mol/L

n = número de mol do soluto

V = volume da solução em litro

Densidade de uma substância

A densidade de uma substância é a massa da substânci dividida pelo volume por ela ocupado.

d = m/v onde

d = densidade da substância

m = massa da substância

v = volume da substância

Resolução do Exercício

Etapa 1 – Cálculo da massa de HCl

d = m/v onde

d = densidade do HCl = 1,18 g/ml

v = volume de HCl = 40 ml

A massa será: m = d x v = 1,18 x 40 = 47,2 g

Etapa 2 – Cálculo da concentração em g/L

C(g/L) = m / v onde

C(g/L) = concentração em g/L (a determinar)

m = massa de soluto = 47,2 g

v = volume da solução em litro = 500 mL/1000 = 0,5 L

Substituindo os valores

C(g/L) = 47,2 / 0,5 = 94,4 g/L

Etapa 3 – Cálculo da massa molar do HCl

Usando as massas atômicas do H = 1 u e Cl = 35,5 u temos

HCl = 1 x 1 + 1 x 35,5 = 36,5 g/mol

Etapa 4 – Cálculo da quantidade de matéria de HCl

Usando a massa molar determinada no item anterior temos:

1 mol ============ 36,5 g

n =============== 47,2 g

n = 47,2 / 36,5 = 1,29 mol

Etapa 5 – Cálculo da concentração em mol/L de HCl

C(mol/L) = n / v onde

C(g/L) = concentração em mol/L (a determinar)

n = quantidade de matéria de HCl = 1,29 mol

v = volume da solução em litro = 0,5 L

Substituindo os valores

C(mol/L) = 1,29 / 0,5 = 2,58 mol/L

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