Baixe Química - Vol. 2 - Francisco Peruzzo, Eduardo Canto e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Física, somente na Docsity! =|Ill Moderna LOAD QUÍMICA NA ABORDAGEM DO COTIDIANO Moderna PLUS Francisco Miragaia Peruzzo (Tito) Graduado em Química pelo Instituto de Química de Araraquara da Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (Unesp). Professor de Química em escolas de Ensino Médio e em cursos pré-vestibulares. Eduardo Leite do Canto Graduado em Química pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Doutor em Físico-Química Orgânica pela Unicamp. Professor de Química em escolas de Ensino Médio. 5a edição Química 2 Química na abordagem do cotidiano tito • canto Fronts QuiPlus.indd 12 29/8/09 4:40:08 PM Há uma breve descrição do que será estudado no Capítulo e um foco (objetivo) para cada Seção do Capítulo. Alguns temas foram destacados com infografias, criando oportunidade para você exercitar a leitura de imagens. Cada infográfico apresenta algumas questões que possibilitam o estudo do tema proposto. Abertura de Capítulo Cada abertura de Capítulo apresenta imagem retratando situações cotidianas com a Química ou que propicia a aquisição de informações sobre assuntos relacionados ao Capítulo. Abertura de Parte Cada Parte está organizada em Unidades, com seus respectivos Capítulos. Abertura de Unidade No início de cada Unidade há indicação do tema sobre o qual os Capítulos que ela reúne serão trabalhados. A Coleção Moderna Plus Química é composta de três livros. O conteúdo de cada volume é encadernado separadamente em três partes: Parte I, Parte II e Parte III. Assim, você leva para a sala de aula apenas a Parte na qual está o conteúdo em estudo. organização deste livro 001_012_INICIAIS_QPLUS2.indd 4 8/31/09 3:54:01 PM Abertura de Seção Cada Capítulo é organizado em Seções. No início de cada Seção, existe a descrição dos seus Objetivos e também dos Termos e Conceitos envolvidos em seu estudo. Os Termos e Conceitos são retomados no Caderno do Estudante, promovendo revisitação dos temas do Capítulo. Desta maneira, você tem uma visão geral sobre a Seção que irá estudar. Estabeleça Conexões Seção que organiza cada fechamento de unidade, apresentando um Mapa Conceitual da Unidade e um Revise, relacione e resolva. O Mapa conceitual propõe uma revisão e conexão entre os conceitos estudados na unidade. Revise, relacione e resolva Favorece a retomada de temas e estabelece relação entre diferentes partes da Química. Nesta Seção, há um roteiro para o aluno fazer sua revisão e solucionar o exercício. Boxes Lembretes para o aluno e observações aparecem em boxes em cor laranja. Boxes verdes contêm destaques para curiosidades e complementações teóricas. Exercícios essenciais Aparecem ao longo do Capítulo e são planejados para serem executados em classe e/ou como tarefa pós-aula. Há também nesta Seção exercícios resolvidos, facilitando a compreensão. Foram selecionadas questões de vestibulares de várias regiões do país. Conteúdo digital Moderna Plus Ícone com indicação de conteúdo digital no portal do Projeto Moderna Plus, como leituras complementares, animações, exercícios extras, simulações e vídeos relativos ao tema estudado. 001_012_INICIAIS_QPLUS2.indd 5 8/31/09 3:54:02 PM Unidade A Concentração das soluções Capítulo 1 As misturas 14 Seção 1.1 As misturas, 16 1._ Em busca de um critério de classificação _ 16 1.2 As dispersões, 18 1._ Classificando as dispersões ____________ 19 1.3 As soluções, 22 1._ Classificando as soluções ______________ 22 Capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas 25 Seção 2.1 Material de vidro para medida de volume, 26 2.2 O preparo de uma solução aquosa em laboratório, 27 2.3 Concentração comum, 28 2.4 Densidade de solução 3 concentração comum, 30 Capítulo 3 Concentração em quantidade de matéria 33 Seção 3.1 Concentração expressa em mol/dm3, 34 1._ O preparo de uma solução aquosa ______ 34 2._ Conceituação de concentração em quantidade de matéria _________________ 35 Capítulo 4 Outras expressões de concentração 39 Seção 4.1 Título e porcentagem, 40 1._ Título em massa ________________________ 40 2._ Porcentagem em massa ________________ 40 3._ Título em volume _______________________ 41 4._ Porcentagem em volume _______________ 42 4.2 Partes por milhão (ppm) em massa e em volume, 43 4.3 A concentração da água oxigenada, H2O2 (aq), 47 4.4 Fração em quantidade de matéria (x), 48 Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções sem reação 49 Seção 5.1 Diluição de soluções, 50 1._ Diluição de soluções (nível macroscópico) ___________________ 50 2._ Diluição de soluções (nível microscópico) ____________________ 51 3._ Diluição de soluções (os cálculos)_______ 51 5.2 Molalidade (W), 54 1._ Não confunda M com W ________________ 54 5.3 Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente, 55 5.4 Mistura de soluções de mesmo solvente e solutos diferentes sem reação química, 57 Capítulo 6 Estequiometria envolvendo soluções aquosas 59 Seção 6.1 Mistura de soluções de mesmo solvente e solutos diferentes com reação química, 60 6.2 Titulação ácido-base, 64 1._ A titulação ácido-base em nível macroscópico _________________________ 65 2._ A titulação ácido-base em nível microscópico __________________________ 66 3._ Veja agora como é feita a titulação de um ácido __________________________________ 66 Unidade B Propriedades coligativas Capítulo 7 Pressão de vapor de um líquido 72 Seção 7.1 Conceito de pressão de vapor de um líquido, 73 1._ Investigando a pressão de vapor _______ 73 2._ Fatores que acarretam alteração na pressão de vapor de um líquido _________ 74 PARTE I SUMÁRIO gERAl 001_012_INICIAIS_QPLUS2.indd 6 9/9/09 2:10:58 PM 18.2 Noções de metalurgia, 216 1._ Metalurgia e potenciais de eletrodo para a redução ______________________ 216 2._ Ouro, platina, prata, mercúrio e cobre ______________________________ 217 3._ Ferro, estanho, zinco e chumbo _______ 217 4._ Crômio e manganês __________________ 218 5._ Alcalinos, alcalino-terrosos e alumínio _ 219 Capítulo 19 Estequiometria das reações eletroquímicas 221 Seção 19.1 Carga elétrica, corrente elétrica e a Constante de Faraday, 222 19.2 A Lei de Faraday, 223 1._ Exemplo envolvendo uma eletrólise ____ 225 2._ Exemplo envolvendo uma pilha ________ 226 Unidade F Termoquímica Capítulo 20 Entalpia e variação de entalpia 234 Seção 20.1 Calor e unidades para expressá-lo, 236 1._ O conceito de calor __________________ 236 2._ Há processos que liberam e outros que absorvem calor ______________________ 236 3._ Noção sobre como são feitas medidas de quantidade de calor _______________ 240 4._ O joule e o quilojoule _________________ 240 20.2 Entalpia e variação de entalpia, 241 1._ O conceito de entalpia (H) e de variação de entalpia (DH) _____________________ 241 2._ Variação de entalpia em uma mudança de fase ______________________________ 242 3._ Variação de entalpia em reações químicas ____________________________ 244 4._ Equação termoquímica _______________ 247 Capítulo 21 lei de Hess e entalpias-padrão de combustão e de formação 253 Seção 21.1 A Lei de Hess, 254 21.2 Estado-padrão e variação de entalpia-padrão, 259 21.3 Entalpia-padrão de combustão, 260 1._ Combustão e entalpia-padrão de combustão (DH°c) __________________ 260 2._ Utilidade das entalpias-padrão de combustão _______________________ 261 21.4 Entalpia-padrão de formação, 263 1._ Formação e entalpia-padrão de formação (DH°f) ______________________ 263 2._ A entalpia-padrão de formação de algumas substâncias é nula! _______ 264 3._ Utilidade das entalpias-padrão de formação _________________________ 265 Capítulo 22 Energia de ligação e aspectos estequiométricos da Termoquímica 268 Seção 22.1 Energia de ligação, 269 1._ Reação química, um rearranjo de átomos 269 2._ Energia média de ligação _____________ 269 3._ Utilidade das energias médias de ligação 270 22.2 Aspectos estequiométricos da Termoquímica, 273 Unidade G Cinética química Capítulo 23 Quantificando a rapidez das reações 278 Seção 23.1 Rapidez (velocidade) média de formação e de consumo, 279 23.2 Gráficos em cinética química, 283 1._ Gráficos de quantidade versus tempo _ 283 2._ Inclinação do gráfico e velocidade média _______________________________ 285 3._ Inclinação do gráfico e velocidade instantânea _________________________ 285 Capítulo 24 Fatores que afetam a rapidez das reações 289 Seção 24.1 Efeito da concentração sobre a rapidez, 290 1._ Por que a rapidez depende da concentração? _______________________ 290 2._ Nem toda colisão é eficaz! ____________ 292 3._ Por que nem toda colisão é eficaz? ___ 292 4._ A energia de ativação ________________ 293 001_012_INICIAIS_QPLUS2.indd 9 9/9/09 2:10:59 PM 24.2 Efeito da temperatura sobre a rapidez, 296 24.3 Efeito da superfície de contato sobre a rapidez, 299 24.4 Efeito do catalisador sobre a rapidez, 302 1._ Catalisador e catálise ________________ 302 2._ Enzimas _____________________________ 303 Capítulo 25 lei cinética e teoria das colisões 307 Seção 25.1 Lei cinética, 308 1._ A expressão da lei cinética ___________ 308 2._ Exemplos de lei cinética ______________ 308 25.2 Teoria das colisões, 313 1._ Reações elementares e reações não elementares _________________________ 313 2._ Lei cinética para reações elementares 314 3._ Lei cinética para reações não elementares _________________________ 315 25.3 Mecanismo de atuação do catalisador, 317 1._ Catálise homogênea e heterogênea ___ 317 2._ O mecanismo de uma catálise homogênea __________________________ 317 3._ O mecanismo de uma catálise heterogênea _________________________ 318 3._ A unidade de KC ______________________ 329 4._ Espontaneidade de uma reação _______ 332 5._ Grau de equilíbrio ____________________ 333 6._ Verificando se um sistema está em equilíbrio ____________________________ 336 26.3 Constante de equilíbrio em função das pressões parciais (KP), 338 1._ Expressão matemática de KP _________ 338 2._ Relação matemática entre KC e KP_____ 340 Capítulo 27 Princípio de le Chatelier 341 Seção 27.1 Efeito da concentração, 342 27.2 Efeito da pressão, 345 1._ Deslocamento de equilíbrio por variação de pressão __________________ 345 2._ Um exemplo numérico de deslocamento pela pressão _________________________ 346 27.3 Efeito da temperatura, 348 1._ Deslocamento de equilíbrio por variação de temperatura _____________ 348 2._ Variação de KC com a temperatura ____ 349 3._ Um exemplo numérico de deslocamento pelo aquecimento ____________________ 350 27.4 Efeito do catalisador, 353 27.5 Enunciado do Princípio de Le Chatelier, 354 Unidade I Equilíbrios iônicos Capítulo 28 Equilíbrio em soluções de eletrólitos 358 Seção 28.1 Constante de ionização, 359 1._ Ka ___________________________________ 359 2._ Kb ___________________________________ 360 3._ Ka para diácidos, triácidos... ___________ 360 28.2 Lei da Diluição de Ostwald, 362 1._ Demonstração da Lei da Diluição de Ostwald __________________________ 362 2._ Simplificação para eletrólitos fracos __ 363 3._ Demonstração de uma fórmula útil ____ 363 28.3 Efeito do íon comum, 366 28.4 Efeito do íon não comum, 367 PARTE III Unidade H Equilíbrio químico Capítulo 26 Equilíbrio químico e constante de equilíbrio 322 Seção 26.1 Conceito de equilíbrio químico, 324 1._ O equilíbrio químico é dinâmico _______ 324 2._ Como v1 e v2 variam com o tempo _____ 325 26.2 Constante de equilíbrio em função das concentrações (KC), 328 1._ Equacionando matematicamente o equilíbrio ____________________________ 328 2._ Expressão matemática de KC _________ 328 SUMÁRIO gERAl 001_012_INICIAIS_QPLUS2.indd 10 9/9/09 2:11:01 PM Capítulo 29 pH e pOH 369 Seção 29.1 A concentração do solvente e a constante de equilíbrio, 370 1._ A concentração do solvente é praticamente constante _____________ 370 2._ Solvente não entra na expressão de KC _____________________ 370 29.2 Produto iônico da água, 371 29.3 Meio neutro, meio ácido e meio básico, 372 29.4 As escalas de pH e pOH, 374 29.5 Cálculo de pH de soluções de ácidos ou bases, 380 29.6 Indicadores ácido-base, 384 Capítulo 30 Hidrólise salina 387 Seção 30.1 Previsão do caráter ácido-básico de uma solução de sal, 388 30.2 O conceito de hidrólise salina, 391 30.3 Constante de hidrólise, 395 30.4 Cálculo do pH de solução de sal, 397 Capítulo 31 Solução-tampão 399 Seção 31.1 O conceito de solução-tampão, 400 31.2 Como funciona uma solução-tampão, 401 31.3 O pH de uma solução-tampão, 402 Unidade J Equilíbrios heterogêneos Capítulo 32 Aspectos conceituais dos equilíbrios heterogêneos 407 Seção 32.1 KC e KP para equilíbrios heterogêneos, 408 1._ Equilíbrios homogêneos 3 heterogêneos _______________________ 408 2._ A concentração de um sólido é constante _________________________ 408 3._ Kc para equilíbrios heterogêneos ______ 409 4._ Kp para equilíbrios heterogêneos _____ 410 32.2 Deslocamento de equilíbrios heterogêneos, 412 1._ Efeito da adição ou retirada de um participante ___________________ 412 2._ Efeito das variações de pressão ______ 413 3._ Efeito das variações de temperatura __ 414 32.3 Dissolução de gases em líquidos, 417 1._ Efeito da temperatura ________________ 417 2._ Efeito da pressão ____________________ 418 Capítulo 33 Solubilidade e curva de solubilidade 421 Seção 33.1 Solubilidade, 422 1._ O conceito de solubilidade ____________ 422 2._ Solução não saturada e solução saturada ____________________________ 423 3._ Solução supersaturada _______________ 424 33.2 Solubilidade e equilíbrio químico, 425 33.3 Curvas de solubilidade, 427 33.4 Solubilidade e temperatura, 428 Capítulo 34 Produto de solubilidade 431 Seção 34.1 O conceito de produto de solubilidade, 432 34.2 Não confunda “solubilidade” com “produto de solubilidade”, 433 34.3 Usando o Ks para decidir se uma solução é saturada ou não, 435 34.4 O efeito do íon comum na solubilidade, 437 34.5 Uma representação gráfica para o Ks, 438 Unidade K Radioatividade Capítulo 35 Decaimentos radioativos 442 Seção 35.1 A descoberta da radioatividade, 444 35.2 Radioatividade é um fenômeno nuclear, 446 001_012_INICIAIS_QPLUS2.indd 11 9/9/09 2:11:01 PM Capítulo Acessórios A dispersão de pigmentos em um material sólido é o que dá a cor a muitos acessórios como armações de óculos, lentes coloridas e chaveiros de resina. Os artistas Miss Martinha e Nove gra tam um mural no Instituto Educacional Portinari, em São Paulo, SP. Como outros gra teiros, eles preferem chamar sua arte de gra ti. A química do grafite O spray é uma ótima maneira de dispersar um material sobre áreas restritas ou muito amplas, sem desperdício. Além de tintas, os sprays são usados para dispersar cosméticos, inseticidas, agentes de limpeza e desodorizadores de ar, por exemplo. 1 Dispersões coloidais e soluções têm propriedades bem diferentes. A origem das diferenças está no tamanho das partículas dispersas. 1.1 As misturas As misturas apresentam diferentes propriedades. 1.2 As dispersões As dispersões são classificadas em soluções, dispersões coloidais e suspensões, de acordo com o tamanho das partículas dispersas. 1.3 As soluções Uma solução tem solvente e soluto(s). Quando o solvente é a água, trata-se de uma solução aquosa. UniDaDe a concentração das soluções As misturas 013_024_C01_QPLUS2.indd 14 8/30/09 2:04:30 PM Pintura eletrostática Outra forma de utilizar o aerossol é a pintura eletrostática. A válvula de dispersão é carregada eletricamente. Ao sair da válvula, os componentes da mistura ganham carga e passam a se repelir, sendo espalhados uniformemente no ar. O objeto a ser pintado é carregado com carga oposta para atrair a tinta, mesmo para os lugares mais difíceis de atingir. Quadros de bicicletas, latarias de carros e fuselagem de aviões são pintados dessa maneira. Dentro da lata de spray há uma mistura de propelente (um líquido com baixo ponto de ebulição), corantes e pigmentos, que dão cor à mistura, e um solvente, que dispersa todos os componentes, não só dentro da lata, mas também durante a aplicação. A lata de spray tem um fundo côncavo para aguentar a pressão exercida pelo propelente e uma esfera metálica dentro, para facilitar a mistura, porque nem todos os componentes são totalmente solúveis no solvente utilizado. Para pensar 1. Por quais tipos de mistura pas- sa uma tinta de spray desde o interior da lata até chegar à parede? 2. O que a gelatina e um vitral de igreja têm em comum? Fazendo um líquido passar por um orifício muito pequeno – a válvula de dispersão – o spray, ou aerossol, é formado pela mistura de gotas muito pequenas do líquido com o ar. 013_024_C01_QPLUS2.indd 15 8/30/09 2:04:34 PM U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 16 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Seção 1.1 Objetivo❱❱ Conhecer quatro CCC exemplos de misturas que permitirão compreender a classificação das dispersões. Termos e conceitos❱❱ mistura homogênea • ou solução mistura heterogênea• As misturas A grande maioria dos sistemas encontrados em nosso dia a dia são misturas de duas ou mais substâncias. Poderíamos citar como exemplos certas misturas constituídas por uma única fase, algumas trans parentes (como o álcool hidratado e a água mineral), outras não transparentes (como a maionese, o leite e a névoa) e ainda um outro grupo apresentando duas fases distintas, como a mistura água e óleo (o óleo e a água são imiscíveis; por isso uma mancha de óleo não se dissipa na água do mar) e a mistura água e areia. Mais à frente, vamos estabelecer uma classificação para as misturas. Para isso, será necessário que adotemos um critério. Em busca de um critério de classificação Observe os experimentos descritos a seguir, nos quais uma substância é adicionada à outra: • Experimento no 1 A mistura de água e glicose: ao se adicionar água a uma porção de glicose (açúcar) e agitar essa mistura, a glicose se dissolve na água sob a forma de pequenas partículas que se distribuem uniformemente por todo o líquido. Essa mistura é classificada como homogênea ou solução. Não há superfície de separação. É visualmente uniforme. Existe superfície de separação. Não é visualmente uniforme. • Experimento no 2 A mistura de água e areia: ao se adicionar água a uma porção de areia e agitar essa mistura, a areia não se dissolve na água, e o resultado é que a areia se sedimenta, formando uma camada nitidamente distinta, sob a água. Essa mistura é classificada como heterogênea. 013_024_C01_QPLUS2.indd 16 8/30/09 2:04:40 PM 17 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 1 • A s m is tu ra s Não há superfície de separação. É visualmente uniforme. Adiciona-se água com agitação vigorosa. Situação que ocorre antes da sedimentação do enxofre sólido Após a sedimentação do enxofre, existe uma superfície de separação. Não é visivelmente uniforme. • Experimento no 3 A mistura de água e gelatina: ao se adicionar água quente a uma porção de gelatina e agitar, a gelatina se dissolve na água sob a forma de pequenas partículas que se distribuem uniforme- mente por todo o líquido. A mistura constitui, aparentemente, um sistema homogêneo. • Experimento no 4 A mistura de água e enxofre em pó: ao se adicionar água a uma porção de enxofre com agita- ção vigorosa, observamos, antes da sedimentação do enxofre, que num dado momento suas partículas se distribuem na água sob a forma de pequenas partículas uniformemente por todo o líquido. Nesse momento, a mistura aparentemente constitui um sistema homogêneo. 013_024_C01_QPLUS2.indd 17 8/30/09 2:04:50 PM 20 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s A seguir, são mostrados alguns exemplos de dipersões coloidais com os quais convivemos em nosso dia a dia e a respectiva classificação atribuída a cada uma delas baseada nas fases das substâncias envolvidas: Fumaça Fase dispersante: gasosa. Fase dispersa: sólida. Nome técnico: aerossol sólido. Sorvete Fase dispersante: sólida. Fase dispersa: líquida. Nome técnico: emulsão sólida. Neblina Fase dispersante: gasosa. Fase dispersa: líquida. Nome técnico: aerossol líquido. Maionese Fase dispersante: líquida. Fase dispersa: líquida. Nome técnico: emulsão. Rubi Fase dispersante: sólida. Fase dispersa: sólida. Nome: sol sólido. Espuma de sabão Fase dispersante: líquida. Fase dispersa: gás. Nome: espuma líquida. Os coloides têm importância: biológica• (os processos vitais estão associados ao estado coloidal); industrial• (fabricação de medicamentos, tintas, cremes, cosméticos, sílica-gel, filmes fo- tográficos etc.); culinária• (preparo de geleias, maionese, creme chantilly etc.). Goma-arábica Fase dispersante: líquida. Fase dispersa: sólida. Nome técnico: sol. Queijo Fase dispersante: sólida. Fase dispersa: líquida. Nome técnico: gel. Carvão de lenha Fase dispersante: sólida. Fase dispersa: gás. Nome técnico: espuma sólida. Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br Texto: Coloides hidrofílicos e coloides hidrofóbicos 013_024_C01_QPLUS2.indd 20 8/30/09 2:05:06 PM 21 C a p ít u lo 1 • A s m is tu ra s Propriedade Dispersão A Dispersão B Dispersão C Natureza da molécula Átomos, íons ou pequenas moléculas Macromoléculas ou grupo de moléculas Partículas visíveis a olho nu Efeito da gravidade Não sedimenta Não sedimenta Sedimenta rapidamente Uniformidade Homogênea Não tão homogênea Heterogênea Separabilidade Não pode ser separada por filtração Pode ser separada somente por membranas especiais Pode ser separada por papel de filtro exercícios essenciais Coagulação à moda antiga Antigamente, nas barbearias, quando se cortava a pele, para que o ferimento não sangras- se, passava-se sobre ele uma pedra de alúmen, um cristal de composição KA(SO4)2 ? 12 H2O. Hoje, por questão de higiene e para evitar transmissão de doenças, ESSE PROCEDIMENTO FOI ABOLIDO. Explicação As partículas coloidais formadoras das proteínas do sangue estão carregadas nega- tivamente. Ao passar a pedra sobre o ferimento, as partículas coloidais das proteínas atraem íons positivos A,31 e K1. Com a neutralização das cargas, deixa de haver repul- são elétrica entre as partículas, que tendem a juntar-se umas às outras. Ao agrupar-se, formam partículas maiores, que provocam a sedimentação, ou seja, a coagulação do sangue. Coagulação é a união de partículas coloidais em partículas de maior tamanho. Habitual- mente, durante a coagulação de uma solução coloidal, formam-se precipitados, como no caso do sangue. Porém, às vezes, toda a solução coloidal se transforma em uma massa elástica semissólida gelatinosa, como acontece com o leite na formação da coalhada. 1 (Unifor-CE) Dentre os seguintes materiais: I. maionese; II. iogurte; III. azeite de oliva; IV. refrigerante. podem ser classificados como dispersões coloidais: a) I e II. c) II e III. e) III e IV. b) I e III. d) II e IV. 2 (Unifor-CE) Maionese e mistura de sal e óleo consti tuem, respectivamente, exemplos de sistemas: a) coloidal e coloidal. d) homogêneo e homogêneo. b) homogêneo e heterogêneo. e) coloidal e heterogêneo. c) coloidal e homogêneo. 3 (Cesgranrio-RJ) Considere o quadro a seguir. Logo, podemos afirmar que: a) A 5 solução verdadeira; B 5 suspensão; C 5 solução coloidal. b) A 5 suspensão; B 5 solução coloidal; C 5 solução verdadeira. c) A 5 solução coloidal; B 5 solução verdadeira; C 5 suspensão. d) A 5 solução coloidal; B 5 suspensão; C 5 solução verdadeira. e) A 5 solução verdadeira; B 5 solução coloidal; C 5 suspensão. 013_024_C01_QPLUS2.indd 21 8/30/09 2:05:06 PM U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 22 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Seção 1.3 Objetivo❱❱ Classificar as soluções CCC segundo alguns critérios. Termos e conceitos❱❱ solvente• soluto• solução aquosa• solução eletrolítica• solução • não eletrolítica As soluções Dentre as dispersões, o grupo mais importante e que será objeto de estudo nesta unidade é o das soluções. Nas soluções, a fase dispersante é denominada solvente, enquanto a fase dispersa é denominada soluto. Os frascos contendo soluções são rotulados e em seu rótulo existem informações do tipo: álcool hidratado 92,8 °INPM (ou 96 °GL —— veja mais sobre essas especificações na seção 4.1), soro glicosado a 0,9% em massa, H2O2 a 10 volumes etc. Solvente: substância capaz de dissolver outra. Soluto: substância que é dissolvida num solvente. Mistura homogênea também denominada Solução Soluto(s) Solvente constituída por um caso importante é o da é o solvente das chamadas Água Soluções aquosas Para interpretar essas informações, é necessário que primeiramente conheçamos a linguagem adotada pelos químicos para se referir a cada uma delas. Se uma solução é preparada com o solvente água, dizemos que é uma solução aquosa. Ao dissolver glicose em água, por exemplo, obtemos uma solução aquosa de glicose, na qual água é o solvente e glicose é o soluto. Nos exemplos seguintes, (aq) indica tratar-se de solução aquosa: • C2H5OH (aq) 5 álcool comum em solução aquosa; • C6H12O6 (aq) 5 glicose em solução aquosa; • NaOH (aq) 5 hidróxido de sódio em solução aquosa; • H2SO4 (aq) 5 ácido sulfúrico em solução aquosa. Classificando as soluções Adotaremos como primeiro critério de classificação a condução da corrente elétrica. Segundo esse critério, as soluções podem ser classifi- cadas como eletrolíticas ou como não eletrolíticas. Uma solução eletrolítica conduz corrente elétrica devido à presença de íons livres, causada pela ionização ou dissociação iônica do soluto, que é um eletrólito. Exemplos de solução eletrolítica: 013_024_C01_QPLUS2.indd 22 8/30/09 2:05:09 PM Capítulo R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Expressando a concentração das soluções aquosas UNIDADE A 2 Há uma linguagem verbal e uma linguagem matemática específicas para se expressar a concentração de uma solução. Neste capítulo, iniciaremos o estudo dessas linguagens. 2.1 Material de vidro para medida de volume Há diferentes vidrarias que podem ser usadas para medir volumes de líquidos. Algumas são mais precisas que outras e têm finalidades específicas. 2.2 O preparo de uma solução aquosa em laboratório Existe um procedimento específico para o preparo de uma solução aquosa, que nos possibilita saber qual a quantidade de soluto contida em certo volume de solução. 2.3 Concentração comum A concentração comum expressa a massa de soluto em certo volume de solução. 2.4 Densidade de solução 3 concentração comum A densidade de uma solução expressa a massa de certo volume de solução. A secreção lacrimal, que lubrifica a superfície do bulbo do olho, é um exemplo de solução aquosa. 025_035_CAP_02_QPLUS2.indd 25 8/30/09 2:06:20 PM 26 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s Seção 2.1 Material de vidro para medida de volume Nos laboratórios, ao se trabalhar com soluções, há frequentemente a necessidade de conhecer a quantidade de soluto presente em solução. Por esse motivo, além de ser necessário determinar a massa de solutos (caso sejam sólidos), o que é possível com o uso de balanças de precisão, há também a necessidade de se medir com exatidão o volume de líquidos, já que trabalharemos com soluções aquosas. Os laboratórios são equipados com vários recipientes de vidro em que há indicações de volume, para a realização dessas medidas, mas nem todos os recipientes possibilitam a mesma precisão. Os quadros a seguir mostram os principais recipientes e os procedimentos nos quais são mais utilizados. Objetivo❱❱ Reconhecer as CCCC principais vidrarias usadas para medir volume e ter noção de quais fornecem medidas mais precisas. Termos e conceitos❱❱ béquer• erlenmeyer• proveta• bureta• pipeta volumétrica• balão volumétrico• Balão volumétrico: também apresenta um traço de calibração a uma certa temperatura. Assim como a pipeta volumétrica, esse balão permite medir com boa precisão, na temperatura indicada, um dado volume de líquido. Nos laboratórios são comuns balões de 50 mL, 100 mL, 250 mL, 500 mL, 1.000 mL e 2.000 mL. Traço de calibração Proveta: é um pouco mais precisa que o béquer e o erlenmeyer, fornecendo medidas razoáveis para procedimentos que não exijam precisão muito grande. Erlenmeyer: também é pouco preciso; apenas fornece medidas aproximadas de volume. Béquer: é pouco preciso; apenas fornece medidas aproximadas de volume. Bureta: é um instrumento de maior precisão que a proveta e é útil para medir o volume de solução adicionado a um frasco. Torneira para controlar a vazão do líquido Pipeta volumétrica: apresenta um traço de calibração (ou aferição) a uma dada temperatura (que vem indicada no instrumento). O traço permite medir, na temperatura estabelecida, o volume fixo de líquido com boa precisão. Traço de calibração 025_035_CAP_02_QPLUS2.indd 26 8/30/09 2:06:24 PM 27 C a p ít u lo 2 • Ex p re ss a n d o a c o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s a q u o sa s R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Seção 2.2 Objetivo❱❱ Explicar o CCCC procedimento para o preparo de uma solução aquosa de hidróxido de sódio. O preparo de uma solução aquosa em laboratório Os químicos possuem uma linguagem verbal específica para represen- tar a solução preparada. Observe a seguir que existem diferentes maneiras de se referir a uma determinada solução: A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1.000 mL • de solução. A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em uma quan-• tidade de água suficiente para 1,0 L de solução. A solução preparada contém 80 g de soluto dissolvidos em 1,0 L de • solução. A solução preparada contém 40 g de soluto dissolvidos em 0,5 L de • solução. A solução preparada contém 20 g de soluto dissolvidos em 0,25 L de • solução. As frases, embora diferentes, dizem respeito à mesma solução. Massa do soluto 5 80 g M(NaOH) 5 40 g ? mol–1 Massa do soluto 5 80 g Volume da solução 5 1 L Traço de calibração 1.000 mL Água destilada O soluto é transferido para o frasco e, em seguida, adiciona-se um pouco de água destilada e agita-se até que todo o sólido se dissolva. Finalmente, acrescenta- -se água com auxílio de uma pisseta até atingir a marca de 1.000 mL. O frasco com a solução preparada deve ser tampado e rotulado para indicar o conteúdo. Ao rotularem um frasco para informar o seu conteúdo, os químicos adotam uma linguagem matemática. Essa linguagem utiliza frações para representar quantitativamente os componentes da solução, ou seja, a concentração da solução. O estudo dessa linguagem matemática é chamado em química de es- tudo da concentração das soluções. ATENÇÃO NaOH não deve ser manipulado sem orientação e supervisão adequada. É um sólido branco que provoca queimaduras na pele e nos olhos. Se ingerido, causa sérias lesões internas. Sua solução aquosa também oferece esses riscos e NÃO deve ter contato com a pele, as mucosas e os olhos. Óculos de segurança, luvas e aventais protetores são obrigatórios. 025_035_CAP_02_QPLUS2.indd 27 8/30/09 2:06:26 PM 30 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s Solução SoluçãoA B 1,0 L 1,0 L As massas dos frascos que contêm as soluções são iguais Seção 2.4 Objetivos❱❱ Contrapor os conceitos CCC de concentração comum e densidade de solução. Explicar que a CCCC densidade de uma solução não expressa diretamente sua concentração, mas depende dela. Termos e conceitos❱❱ densidade• densímetro• Densidade de solução 3 concentração comum O conceito de densidade pode ser aplicado a uma substância pura ou a uma mistura. Pode, portanto, ser aplicado a uma mistura homogênea (solução). A densidade de uma solução é o resultado da divisão da sua massa pelo seu volume: d 5 msolução _______Vsolução Esteja atento para não confundir a concentração comum com a densi- dade da solução. A concentração comum expressa a massa de soluto presente num certo volume de solução. Já a densidade de uma solução expressa a massa total (isto é, a de soluto mais a de solvente) de um certo volume de solução. A densidade não é propriamente, portanto, uma maneira de expressar a concentração de uma solução, mas está relacionada a ela, pois, quando variamos a concentração de soluto, varia também a densidade. Para ilus- trar o conceito de densidade aplicado a soluções e também o fato de ela variar quando a concentração varia, consideremos o exemplo das seguintes soluções aquosas, preparadas em frascos rigorosamente iguais: A solução A contém 100 g de NaC dissolvidos em água suficiente para 1,0 L de solução. Verifica-se que a massa da solução resultante é de 1.103 g. A solução B contém 30 g de NaC dissolvidos em água suficiente para 1,0 L de solução. Verifica-se que a massa da solução resultante é de 1.029 g. Considerando que os frascos tenham rigorosamente a mesma massa, colocando-os um em cada prato de uma balança, observaremos o seguinte: O prato contendo a solução A abaixou porque a massa total da solução A é maior que a da solução B . Como o volume das soluções é o mesmo, decorre que a massa por uni- dade de volume da solução A é maior que a massa por unidade de volume da solução B , ou seja, a solução A é mais densa que a solução B . A unidade empregada para a grandeza densidade é sempre composta por uma unidade de massa dividida por uma unidade de volume. Assim, podemos expressá-la em g/ cm3, g/ mL, kg/ L, t / m3 etc. 025_035_CAP_02_QPLUS2.indd 30 8/30/09 2:06:29 PM 31 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 2 • Ex p re ss a n d o a c o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s a q u o sa s HC� (aq) C = 220 g/L d = 1,10 g/cm3 Densímetros 1,03 g/cm3 Urina normal Urina com densidade fora do normal 1,06 g/cm3 ATENÇÃO O ácido clorídrico (solução aquosa do gás HC) é extremamente corrosivo e desprende vapores tóxicos, que irritam a pele, os olhos, as mucosas e o sistema respiratório. Sua manipulação é perigosa e NUNCA deve ser feita sem autorização e supervisão do(a) professor(a). Óculos de segurança, luvas e aventais protetores são obrigatórios. Interprete o rótulo do frasco. Qual é o solvente?• Qual é o soluto?• Qual a massa de cada cm• 3 de solução? Qual a massa de cada dm• 3 de solução? Qual a massa de soluto em cada dm• 3 de solução? O densímetro Existe mais de um modo de determinar a densidade de uma porção de matéria. Pode- mos, por exemplo, medir a massa e o volume e dividir uma grandeza pela outra. No caso de amostras líquidas, como é o caso das soluções aquosas, um método bas- tante conveniente é usar o densímetro. Trata-se de um tubo que flutua nos líquidos em geral. Quanto maior a densidade do líquido, maior a parte do densímetro que fica acima da superfície. A densidade do líquido é lida na escala graduada que existe no densímetro. A urina é uma solução aquosa de vários solutos, entre os quais os mais abundantes são a ureia, o ácido úrico, a creatinina (esses três são produzidos quando o corpo processa substâncias que contêm nitrogênio, como é o caso das proteínas) e o cloreto de sódio. A densidade da urina normal pode variar de 1,01 g/cm3 a 1,03 g/cm3. Algumas doenças podem provocar alterações nessa densidade. Pacientes diabéticos, por exemplo, produ- zem urina contendo concentração apreciável de açúcar, o que faz com que a densidade dessa solução seja maior que a normal. 1,103 kg _________ 1 dm3 5 1,103 kg _________1 L 5 0,001103 kg _____________0,001 L 5 1,103 g _______1 mL 5 1,103 g _______ 1 cm3 4 103 4 103 equivale a equivale a equivale a equivale a Analogamente, podemos afirmar que a solução B tem densidade de 1,029 kg/L (ou 1,029 kg/dm3), o que equivale a 1,029 g/mL (ou 1,029 g/cm3). No exemplo anterior, a solução A apresenta densidade de 1,103 kg/ L (ou 1,103 kg/ dm3), o que equivale a 1,103 g/ mL (ou 1,103 g/ cm3), conforme demonstrado a seguir: 025_035_CAP_02_QPLUS2.indd 31 8/30/09 2:06:30 PM 32 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br Exercícios adicionais Marca que indica d � 1,26 g/cm3 H2SO4 (aq) A B CA B CA B C ExErCíCiO rESOLviDO 10 Um frasco contém o seguinte rótulo: H2SO4 (aq); C 5 165 g/L; d 5 1,10 g/cm 3 a) Qual a massa de 1,0 L dessa solução? b) Qual a massa de ácido presente em 1,0 L dessa solução? c) Qual a massa de água em 1,0 L dessa solução? Resolução a) A densidade informa que 1 cm3 dessa solução tem massa 1,10 g. Assim, 1,0 L (1.000 cm3) tem massa 1.100 g, ou 1,10 kg. b) A concentração informa que cada litro de solu- ção contém 165 g de soluto. c) Sendo conhecida a massa de 1,0 L de solução (item a) e a massa de soluto presente nesse vo- lume (item b), deduzimos que a massa de água é igual a 1.100 g menos 165 g, ou seja, 935 g. 11 200 g de KOH ao serem dissolvidos em 800 mL de água forneceram 840 mL de solução. Calcule: a) A concentração da solução expressa em g /L; b) A densidade da solução expressa em g/L e em g/cm3. 12 Uma solução cuja densidade é igual a 1,25 g/cm3 foi preparada pela adição de 160 g de KI em 760 mL de água. Determine a concentração dessa solução expressa em g/dm3. ExErcícIOs EssENcIAIs 8 O líquido bastante corrosivo encontrado no interior de baterias de automóveis é, na realidade, uma solução aquosa de H2SO4 de densidade igual a 1,26 g/cm3. Uma fábrica de baterias, após receber um lote da referida solução, usou um densíme- tro para verificar se a densidade dessa solução atendia às especificações. O resultado aparece ilustrado abaixo. Sabendo-se que a solução da bateria contém somente H2SO4 e água destilada, e que a densidade do ácido puro é maior que a da água pura, como o dono da fábrica de baterias poderá contornar o problema, fazendo com que a solução tenha a densidade desejada? 9 Duas bolinhas, de cores e densidades diferentes, foram colocadas em três recipientes, totalmen- te preenchidos com álcool (d 5 0,8 g/mL), água (d 5 1 g/mL) e uma mistura de água e álcool. As três figuras representam a posição das bolinhas em cada caso, mas não necessariamente nessa or- dem. Deduza, e justifique, qual o líquido presente em cada caso. 025_035_CAP_02_QPLUS2.indd 32 8/30/09 2:06:31 PM 35 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 3 • C o n ce n tr a çã o e m q u a n ti d a d e d e m at é ri a H2O3 colheres (de café) de NaC� correspondem aproximadamente a 0,1 mol (5,85 g) desse sal Solução de sal de cozinha (NaC�) 0,1 mol/L Água suficiente para completar 1,0 L 21 colheres (de café) de açúcar (C12H22O11) correspondem aproximadamente a 0,1 mol (34,2 g) dessa substância … … Solução de açúcar (C12H22O11) 0,1 mol/L Água suficiente para completar 1,0 L H2O 2 Conceituação de concentração em quantidade de matéria Expressar a concentração em quantidade de matéria de uma solução nada mais é do que dizer quantos mols de soluto há em cada litro (ou decímetro cúbico) de solução. Anteriormente, a concentração em quantidade de matéria recebia outros nomes: molaridade ou concentração molar. Essas terminologias ainda são usadas por muitos químicos e é conve- niente acostumar-se também com elas. Neste livro, vamos usar o símbolo M para representar a grandeza concentração em quanti- dade de matéria. A concentração em quantidade de matéria de uma solução expressa a quantidade em mols de soluto presente em cada decímetro cúbico de solução: M 5 nsoluto ______vsolução Nessa expressão, o volume da solução deve ser em decímetro cúbico, ou litro. Assim, a uni- dade para expressar a concentração em quantidade de matéria é mol/dm3, ou mol/L. No passado foi comum chamar a unidade mol/L de “molar” e representá-la por “M”. Assim, a concentração 2,0 mol/L era representada por 2,0 M (lê-se: dois molar). Embora não se recomende mais usar a expressão “molar” e o símbolo “M” (mas sim mol/dm3), ainda é costume de muitos químicos fazê-lo, razão pela qual é útil conhecer também essa representação. Interpretemos a legenda da foto ao lado, que indica o conteúdo do balão: NaOH (aq) indica que a substância dissolvida (soluto) é o NaOH e que o solvente é a água. M 5 2,0 mol/L indica uma solução aquosa de NaOH de concentração igual a 2,0 mol/L. Noções práticas com materiais caseiros NaOH (aq) M 5 2,0 mol/L Interprete o rótulo do frasco. Qual é o solvente e qual é o soluto? • Quantos gramas e quantos mols de soluto há por litro de solução? • Quantos miligramas de solu to há em cada mililitro de solução? • Como pode ter sido preparada essa solução?• H2SO4 (aq) M � 2,0 mol/L Conteúdo digital Moderna PLUS http://www.modernaplus.com.br Texto: Oceanos de soluções 033_038_C03_QPLUS2.indd 35 8/30/09 2:07:25 PM 36 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s exercícios essenciais ExErCíCio rESoLvido 2 Determinado produto comer cializado em super- mercados e destinado à remoção de crostas de gordura de fornos consiste em uma solução aquosa 2,0 mol/L de soda cáustica (hidróxido de sódio). O rótulo da embalagem informa que contém 800 mL do produto. Determine a massa de soda cáustica presente nesse produto. 1 “Quando a concentração de uma solução é expressa em mol/dm3, ela nos informa a quantidade de , em mols, presente em cada Cde .” Reescreva essa frase, completando as lacunas de modo que fique corretamente redigida. Resolução A massa molar do hidróxido de sódio (NaOH) é 40 g/mol. Cada litro de solução contém 2,0 mol, ou seja, 2,0 ? 40 g. Assim: Grandezas: 5 A concentração em quantidade de matéria era de- nominada “molaridade” ou “concentração molar”. Nesse contexto, considere uma solução aquosa 1 M de HC,. a) Como se lê a indicação 1 M? b) O que significa a indicação 1 M? c) Que maneira é usada atualmente para expressar o mesmo que a indicação 1 M? 6 Para preparar uma solução aquosa destinada à administração endovenosa (“dentro da veia”), um técnico pesou 30 g de um medicamento sólido, transferiu essa amostra para um balão volumétrico de 200 mL, acrescentou um pouco de água destilada e agitou até que o sólido se dissolvesse totalmen- te. A seguir, completou com água destilada até a marca do balão. Tudo isso foi feito em condições labora toriais adequadas de assepsia (ausência de microrganismos e impurezas). a) Expresse a concentração da solução em g/L. b) Qual o volume dessa solução que deve ser ad- ministrado em um paciente a fim de que ele receba a dose de 750 mg do medicamento? c) A massa molar desse medicamento é 120 g/mol. Expresse a concentração da solução preparada, em mol/L. ExErCíCio rESoLvido 7 (UFRN) A concentração é uma característica im- portante das soluções e um dado necessário para seu uso no laboratório, na indústria e no cotidiano. Abaixo, estão desenhados recipientes com os res- pectivos volumes de solução e massas de hidróxido de sódio (NaOH). A tabela periódica é instrumento de consulta! Massa de soluto Volume de solução 2,0 ? 40 g 1.000 mL V x 5 64 g x 800 mL 500 mL 20,0 g I II IVIII 1.000 mL 20,0 g 500 mL 40,0 g 1.000 mL 60,0 g 3 No rótulo de um frasco de laboratório, contendo um líquido incolor, lê-se o seguinte: HNO3 (aq) M 5 0,1 mol/L Acerca do conteúdo desse frasco: a) qual o soluto e qual o solvente? b) quantos mols de soluto há em um litro de solução? c) qual a massa da quantidade respondida no item anterior? d) quantos mols de soluto há em 500 mL de so- lução? e) qual a massa da quantidade respondida no item anterior? f) expresse a concentração dessa solução em g/L. 4 Explique como você procederia, em um laboratório adequadamente equipado, para preparar uma solu- ção aquosa 0,10 mol/L de sacarose (açúcar de cana, C12H22O11). A massa molar da sacarose é 342 g/mol. A solução cuja concentração molar é 1,0 mol/L está contida no recipiente: a) I. c) III. b) II. d) IV. 033_038_C03_QPLUS2.indd 36 8/30/09 2:07:32 PM 37 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 3 • C o n ce n tr a çã o e m q u a n ti d a d e d e m at é ri a 1 CaC,2 (aq) 1,0 mol/L 1,0 mol/L 2,0 mol/L 1,0 L 1,0 L 1,0 L 1,0 mol 1,0 mol 2,0 mol (significado) ou ou 1 2 C,2 (aq)1 Ca21 (aq) Mantendo a proporção dos coeficientes Resolução Recipiente I Quantidade de matéria: n 5 20,0 g _________ 40 g /mol V n 5 0,50 mol Concentração em quantidade de matéria: M 5 0,50 mol _________ 0,500 L V M 5 1,0 mol/L Alternativa a. Recipiente II Quantidade de matéria: n 5 20,0 g __________ 40 g /mol V n 5 0,50 mol Concentração em quantidade de matéria: M 5 0,50 mol _________ 1,000 L V M 5 0,50 mol/L Recipiente III Quantidade de matéria: n 5 40,0 g __________ 40 g /mol V n 5 1,0 mol Concentração em quantidade de matéria: M 5 1,0 mol ________ 0,500 L V M 5 2,0 mol/L Recipiente IV Quantidade de matéria: n 5 60,0 g __________ 40 g /mol V n 5 1,5 mol Concentração em quantidade de matéria: M 5 1,5 mol ________ 1,000 L V M 5 1,5 mol/L 8 Testes revelaram que determinada marca de refri- gerante tipo “cola” contém 2,0 ? 1023 mol/L de ácido fosfórico, H3PO4. Quando uma pessoa bebe um copo de 250 mL desse refrigerante está ingerindo: a) que quantidade em mols de ácido fosfórico? b) que massa de ácido fosfórico? 9 Ainda sobre o refrigerante da questão 8. Na in- dústria que o produz são preparados, de uma só vez, 10 m3 de refrigerante. Para esse preparo são necessários: a) quantos mols de ácido fosfórico? b) quantos quilogramas de ácido fosfórico? As questões 10 e 11 referem-se à informação se- guinte: em lavagens de fios têxteis, usa-se o carbo- nato de sódio deca-hidratado (Na2CO3 ? x H2O). 10 (Mackenzie-SP) A fórmula do carbonato de sódio deca-hi dratado ficará correta se x for igual a: a) 1. d) 10. b) 2. e) 12. c) 5. 11 (Mackenzie-SP) Massas molares (em g /mol): H 5 1; C 5 12; O 5 16; Na 5 23 Para preparar 1 L de uma solução 1,4 mol/litro, a massa necessária desse sal é de: a) 450,0 g. c) 400,4 g. e) 198,8 g. b) 173,6 g. d) 274,4 g. Comentário dos autores: Nos exercícios a seguir, você trabalhará com a concentração em quantidade de matéria de íons em solução aquosa. ExErCíCioS rESoLvidoS 12 Calcule a concentração em quantidade de maté- ria dos íons Na1 (aq) e C,2 (aq) em uma solução 1,0 mol/L de NaC, (aq). Resolução 1 NaC� (aq) 1,0 mol/L 1,0 mol/L 1,0 mol/L 1,0 L Mantendo a proporção dos coeficientes 1,0 L 1,0 L 1,0 mol 1,0 mol 1,0 mol (significado) ou ou � 1 C�� (aq)1 Na� (aq) [Na1] 5 1,0 mol/L [C,2] 5 1,0 mol/L A simbologia [ ] representa a concentração em quantidade de matéria da espécie indicada entre colchetes. Assim, por exemplo, [Na1] é o mesmo que M(Na1). 13 Calcule a concentração em quantidade de maté- ria dos íons Ca21 (aq) e C,2 (aq) em uma solução 1,0 mol/L de CaC,2 (aq). Resolução [Ca21] 5 1,0 mol/L [C,2] 5 2,0 mol/L 14 Calcule a concentração em quantidade de maté- ria dos íons Ce31 (aq) e SO24 2 (aq) em uma solução 2,0 mol/L de Ce2(SO4)3 (aq). Resolução 1 Ce2(SO4)3 (aq) 2,0 mol/L 4,0 mol/L 6,0 mol/L 1,0 L 1,0 L 1,0 L 2,0 mol 4,0 mol 6,0 mol (significado) ou ou 2 Ce31 (aq) 1 3 SO24 2 (aq) Mantendo a proporção dos coeficientes [Ce31] 5 4,0 mol/L [SO24 2] 5 6,0 mol/L 033_038_C03_QPLUS2.indd 37 8/30/09 2:07:33 PM 40 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s Seção 4.1 Objetivos❱❱ Interpretar o CCCC significado de título e porcentagem, expressos em massa ou em volume. Utilizar título ou CCCC porcentagem para relacionar massa de soluto e massa de solução ou volume de soluto e volume de solução. Termos e conceitos❱❱ título em massa• porcentagem em • massa título em volume• porcentagem em • volume Título e porcentagem 1 Título em massa Imagine que você tenha adicionado 10 g de açúcar a 90 g de água e tenha mexido bem até total dissolução do açúcar. A massa total dessa solução será 100 g, dos quais 10 g é a parte correspondente ao soluto, o açúcar. Podemos, então, dizer que um décimo da massa da solução corresponde ao soluto: massa de soluto __________________massa de solução 5 10 g ______ 100 g 5 1 ___ 10 5 0,10 Em 50 g dessa solução há 5 g de açúcar. Em 20 g de solução há 2 g de açúcar e assim por diante. massa de soluto __________________massa de solução 5 10 g ______100g 5 5 g _____ 50 g 5 2 g _____ 20 g 5 ... 5 0,10 Quando consideramos uma alíquota (amostra) dessa solução cuja massa total não seja 100 g, a massa de açúcar nela presente não será 10 g. Contudo, a relação entre a massa de soluto presente numa amostra dessa solução e a massa dessa amostra é sempre 0,10. A essa relação, os químicos dão o nome de título em massa, grandeza que vamos representar por Tm (T é a letra grega “tau”). O título em massa de uma solução expressa a relação entre a massa de soluto presente numa amostra dessa solução e a massa total dessa amostra de solução: Tm 5 msoluto _______msolução 2 Porcentagem em massa Ainda considerando o exemplo da solução de açúcar com Tm 5 0,10, pode- mos dizer que, qualquer que seja a alíquota de solução que consideremos, a massa do soluto corresponde a 10% da massa total. Assim, podemos afirmar que a porcentagem em massa do soluto nessa solução é de 10%: massa de soluto __________________massa de solução 5 10 g ______ 100 g 5 5 g _____ 50 g 5 2 g _____ 20 g 5 ... 5 0,10 5 10 ____ 100 5 10% Quando o título em massa (Tm) —— que é um número adimensional (sem unidade), maior que zero e menor que um —— é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em massa do soluto na solução. Interprete o rótulo do frasco. NaOH (aq) Tm � 20% Massa total da solução � 1 kg Quais são as massas de • solvente, de soluto e de solução presentes no frasco? ATENÇÃO NaOH não deve ser manipulado sem orientação e supervisão adequada. É um sólido branco que provoca queimaduras na pele e nos olhos. Se ingerido, causa sérias lesões internas. Sua solução aquosa também oferece esses riscos e NÃO deve ter contato com a pele, as mucosas e os olhos. Óculos de segurança, luvas e aventais protetores são obrigatórios. 039_048_CAP_04_QPLUS2.indd 40 8/31/09 1:21:53 PM 41 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 4 • O u tr a s ex p re ss õ e s d e c o n ce n tr a çã o ExErcícIOs EssENcIAIs 1 “O título em massa é uma relação (divisão, quo- ciente, razão) entre a  e a .” Reescreva essa frase, completando as lacunas, de modo que fique corretamente redigida. 2 Explique como você procederia, em um laborató- rio adequadamente equipado, para preparar um quilograma de solução aquosa de sacarose (açúcar de cana), na qual a porcentagem em massa desse soluto seja 10%. ExErcício rEsolvido 3 Um frasco tem o rótulo mostrado abaixo. Determine a porcentagem em massa do soluto na solução. H2SO4 (aq); C 5 165 g/L; d 5 1,10 g/cm 3 Resolução Vamos considerar uma amostra de um litro dessa solução. A densidade informa que 1 cm3 dessa solução tem massa 1,10 g. Assim, 1 L (1.000 cm3) dessa solução tem massa 1.100 g. E a concentração informa que cada litro de solução contém 165 g de soluto. Dessa maneira, conhecemos a massa total da amostra de um litro de solução e também a massa de soluto nela presente. Assim: Grandezas: Massa Porcentagem V1.100 g 100% x 5 15% 165 g x 4 Um solução de ácido clorídrico a 10% em massa tem densidade 1,05 g /mL. Qual é a concentração dessa solução em g /L? 5 (UFPel-RS – adaptado) A alquimia clássica teve seu surgimento no século XIII. Embora já fosse prati- cada desde a Antiguidade, tendo como princípio básico a procura da imortalidade e a obtenção da pedra filosofal, nada se confirmou a respeito disso. No entanto, ela trouxe várias contribuições à quí- mica moderna – que pemanecem até hoje, como os processos de fusão, destilação, sublimação, entre outros – oriundas não só da alquimia, como tam- bém de épocas anteriores. Quando já se praticava metalurgia, metais como Au, Ag, Cu, Pb, Fe, Zn e Sn eram conhecidos e trabalhados. Também foram descobertos e preparados novos compostos, como os ácidos clorídrico, nítrico e sulfúrico, resultantes de reações entre metais, sais de cobre e ferro, clo- reto de sódio e cloreto de amônio. Com base no texto e em seus conhecimentos, a) represente a reação de ionização total do ácido diprótico citado no texto. b) represente a reação entre o metal de transição situado no quarto período, com configuração eletrônica ns2(n 2 1)d10, e o hidrácido descoberto pelos alquimistas. c) calcule o volume do oxiácido monoprótico – con- siderando sua concentração como sendo de 63% em massa e densidade de 1,4 g/mL – necessário para preparar 1 L de solução com concentração de 0,1 mol/L. Demonstre os cálculos. 3 Título em volume Vimos que o título em massa é a fração da massa de uma amostra de solução que corresponde ao soluto. De modo se- melhante, o título em volume (que simbolizaremos por Tv) nos informa a fração do volume de uma solução que corresponde ao soluto. O título em volume de uma solução expressa a relação entre o volume de soluto presente numa amostra dessa solução e o volume total dessa amostra de solução: Tv 5 Vsoluto ______Vsolução Imagine uma solução aquosa de álcool na qual o título em volume do álcool seja 0,25. Isso quer dizer que o volume de álcool corresponde a 0,25 do volume total da solução. volume de soluto __________________volume de solução 5 25 L ______ 100 L 5 12,5 L ______50 L 5 25 mL ________100 mL 5 2,5 mL _______10 mL 5 ... 5 0,25 Álcool hidratado 96% vol. Contém 1 L Interprete o rótulo do frasco. Admita que a água é o solvente (apesar de pre- sente em menor quanti- dade que o álcool) e que não haja contração de volume na mistura de água e álcool. Quais são os volumes • de água e de álcool pre- sentes no frasco? 039_048_CAP_04_QPLUS2.indd 41 8/30/09 2:08:35 PM 42 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s Álcool hidratado 92,8 °INPM 96 °GL conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br Exercícios adicionais 4 Porcentagem em volume Na solução aquosa de álcool de Tv 5 0,25 podemos (de modo análogo ao que fizemos com o título em massa) dizer que a porcentagem em volume do álcool nessa solução é 25%. °INPM versus °GL ATENÇÃO O etanol (álcool comum) não deve ser manipulado perto de chamas ou faíscas. Ele pode se inflamar e causar QUEIMADURAS, INCÊNDIO e EXPLOSÃO. ExErcícIOs EssENcIAIs ExErcício rEsolvido 6 Em 50 L de ar seco e isento de poluentes há 39 L de gás nitrogênio. Qual é o título em volume do nitrogênio no ar? Resolução Empregando a definição de título em volume, temos: Tv 5 Vsoluto _______ Vsolução 5 39 L _____ 50 L V Tv 5 0,78 Quando o título em volume (Tv) é expresso em porcentagem, tem-se a porcentagem em volume do soluto na solução. Somados esses volumes, deveríamos ob- ter uma solução de volume correspondente a 1.232 mL. Porém o que se observa experimental- mente é que, após serem misturados, o volume obtido é menor que o valor esperado e o valor encontrado é de 1.208 mL. Essa contração no volume é atribuída às fortes ligações de hidrogênio esta belecidas entre as moléculas da água e do álcool. O significado de 96 °GL Para se calcular a porcentagem em volume, ou seja, °GL, podemos efetuar o seguinte cálculo: Sendo a densidade do álcool puro igual a 0,8 g/cm3 e a da água pura igual a 1,0 g/cm3, podemos trans- formar as massas da água e do álcool presentes na solução nos seus respectivos volumes. Assim: Água Álcool Solução 72 g 928 g 1.000 g ^ ^ 72 mL 1.160 mL 1.208 mL de solução 100% (volume) 1.160 mL de álcool x x 5 96% em volume (ou 96 °GL) 7 (Furg-RS) O rótulo de uma garrafa de 700 mL de vinho traz a sua graduação alcoólica: 10,8% em volume. Isso indica que, com relação à quantidade de álcool neste vinho: a) cada litro contém 10,8 mL. b) cada garrafa contém 108,0 mL. c) cada garrafa contém menos de 10,8 mL. d) cada garrafa contém mais de 108,0 mL. e) cada litro contém 108,0 mL. 8 (UFMG) O rótulo de um produto usado como desinfetante apresenta, entre outras, a seguinte informação: “cada 100 mL de desinfetante con- tém 10 mL de solução de formaldeído 37% V/V (volume de formaldeído por volume de solução)”. A concentração de formaldeído no desinfetante, em porcentagem volume por volume, é: a) 1,0%. c) 10%. b) 3,7%. d) 37%. O álcool hidratado apresenta duas especificações distintas, conforme mostrado na ilustração ao lado. Para que possamos entendê- -las, é necessário saber que °INPM corresponde a uma porcentagem em massa e °GL corresponde a uma porcentagem em volume. Apesar de apresentarem valores numéricos diferentes, ambos se referem à mesma solução. Os cálculos a seguir mostram como é possível transformar °INPM em °GL. O significado de 92,8 °INPM Água Álcool Solução Esta é uma solução a 92,8 °INPM 72 g 928 g 1.000 g ! 039_048_CAP_04_QPLUS2.indd 42 8/30/09 2:08:37 PM 45 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 4 • O u tr a s ex p re ss õ e s d e c o n ce n tr a çã o Índices de qualidade do ar (SP) Qualidade Índice PI (mg*/m3) O3 (mg /m3) CO (ppm) NO2 (mg /m3) SO2 (mg /m3) Danos à saúde Boa 0-50 0-50 0-80 0-4,5 0-100 0-80 Praticamente não há riscos à saúde. Regular 51-100 . 50-150 . 80-160 . 4,5-9 . 100-320 . 80-365 Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas) podem apresentar sintomas como tosse seca e cansaço. A população, em geral, não é afetada. Inadequada 101-199 . 150 e , 250 . 160 e , 200 . 9 e , 15 . 320 e , 1130 . 365 e , 800 Toda a população pode apresentar sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta. Pessoas de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com doenças respiratórias e cardíacas) podem apresentar efeitos mais sérios na saúde. Má 200-299 > 250 e , 420 > 200 e , 800 > 15 e , 30 > 1130 e , 2260 > 800 e , 1600 Toda a população pode apresentar agravamento dos sintomas como tosse seca, cansaço, ardor nos olhos, nariz e garganta e ainda apresentar falta de ar e respiração ofegante. Efeitos ainda mais graves à saúde de grupos sensíveis (crianças, idosos e pessoas com problemas cardiovasculares). Péssima > 300 > 420 > 800 > 30 > 2260 > 1600 Toda a população pode apresentar sérios riscos de manifestações de doenças respiratórias e cardiovasculares. Aumento de mortes prematuras em pessoas de grupos sensíveis. * 1 mg 5 1 micrograma 5 1026 g Fonte: Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB), 2008. 039_048_CAP_04_QPLUS2.indd 45 8/30/09 2:08:39 PM 46 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s ExErcícIOs EssENcIAIs 9 Em uma amostra de 100 L do ar de uma cidade há 2 ? 1028 L do poluente SO2. A quantas ppm, em volume, isso corresponde? ExErcício rEsolvido 10 Em uma amostra de 1 kg de um lote de salsicha em lata os técnicos de- tectaram a presença de 300 mg de estanho. Levando em conta que é proibido comercializar alimentos contendo mais de 250 ppm de es- tanho, em massa, conclua se esse produto pode ser comercializado. Justifique. Resolução Determinar a concentração de estanho expressa em ppm em massa consiste essencialmente em determinar quantos gramas de estanho estão presentes em um milhão de gramas (1 ? 106 g) de salsicha. Para montar a regra de três, temos a in- formação de que 1 kg (1 ? 103 g) de salsicha contém 300 mg (0,300 g) de estanho. Assim: Grandezas: Massa de salsicha Massa de estanho 1 ? 103 g 0,300 g V x 5 300 g 1 ? 106 g x Então, se 300 g de estanho estão presentes em um milhão de gramas de salsicha, a concentração desse metal é de 300 ppm em massa. Portanto, o produto não pode ser comercializado. 11 (Univali-SC) A água potável não pode conter mais do que 5,0 ? 1024 mg de mercúrio (Hg) por grama de água. Para evitar o inconveniente de usar nú- meros tão pequenos, o químico utiliza um recurso matemático, surgindo assim uma nova unidade de concentração: ppm (partes por milhão). ppm 5 massa do soluto em mg _________________________ massa do solvente em kg A quantidade máxima permitida de mercúrio na água potável corresponde a: a) 0,005 ppm. c) 0,5 ppm. e) 50 ppm. b) 0,05 ppm. d) 5 ppm. 12 (Fepar-PR) “O flúor é bastante tóxico: para uma exposição diária de oito horas, estima-se em 0,1 ppm a concentração máxima permitida do gás na atmosfera do ambiente. Para HF, esse valor é de 2-3 ppm, enquanto para HCN é de 10 ppm. Em baixa concentração, menor que 1 ppm, os íons fluoretos conferem uma excelente proteção aos dentes con- tra as cáries. No Brasil, nem todas as cidades fazem uso de água fluoretada. No entanto, a maioria dos cremes dentais possuem flúor. Por estas e outras razões, deve-se tomar cuidado quanto ao maior ou menor teor de flúor que ingerimos, uma vez que um excesso do mesmo pode causar sérios danos à saúde. Exemplos: na concentração de 2-3 ppm o flúor causa o • escurecimento dos dentes; na concentração de 50 ppm na água de beber, • pode causar sérios efeitos de intoxicação; a ingestão de 150 mg de NaF pode causar náuseas, • vômitos, diarreia e dores abdominais agudas”. (Eduardo Motta Alves Peixoto. Química Nova na Escola, vol. 8, novembro de 1998) (Dados: F 5 19, H 5 1, Na 5 23; N 5 14; d (H2O) 5 1,0 g /mL) Analise as afirmativas abaixo: I. uma pessoa que ingerir um copo com água contendo uma concentração de 0,05 g /L de flúor não apresentará efeitos de intoxicação, pois 0,05 g /L é menor que 50 ppm. II. para se preparar 250 mL de uma solução de fluoreto de sódio, a partir dos 150 mg do sal, obteremos uma solução de concentração 0,014 mol/L aproximadamente. III. se uma pessoa trabalha em um ambiente onde a quantidade de HF é de 1,5 ? 1024 L por 100 litros de solução, na atmosfera do ambiente, não haverá risco de intoxicação por HF. Estão corretas somente: a) I. c) III. e) I e II. b) II e III. d) II. conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br Exercícios adicionais Essa questão permite tirar a conclu- são de que o número de miligramas de uma substância presente por quilogra- ma de um material equivale à concen- tração dessa substância, expressa em ppm em massa. 039_048_CAP_04_QPLUS2.indd 46 8/30/09 2:08:41 PM 47 C a p ít u lo 4 • O u tr a s ex p re ss õ e s d e c o n ce n tr a çã o R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Seção 4.3 A concentração da água oxigenada, H2O2 (aq) O peróxido de hidrogênio, H2O2, é um líquido mais denso que a água (d 5 1,44 g ? mL21 a 25 °C). Apresenta ponto de fusão 20,4 °C e ponto de ebulição 150 °C. É miscível em água em todas as proporções, e isso ocorre devido à sua capacidade de formar ligações de hidrogênio com ela. Ele é vendido para uso industrial na forma de uma solução aquosa (de- nominada água oxigenada) com concentração cerca de 30% em massa. As soluções diluídas, H2O2 (aq) a 3% em massa, também vendidas nas drogarias e farmácias com o nome de água oxigenada, são usadas como antisséptico: o contato com o sangue provoca sua decomposição em H2O (,) e O2 (g), este responsável pela limpeza do ferimento, impedindo a prolife- ração de bactérias anaeróbias, como é o caso da causadora do tétano. Soluções mais concentradas (H2O2 (aq) a 6% em massa) são empregadas como agentes branqueadores para tecidos, peles e cabelos. É comum, nos frascos de água oxigenada, sua concentração ser expressa em volumes. Por exemplo, água oxigenada a 10 volumes, a 20 volumes etc. Essa concentração corresponde ao número de litros de gás oxigênio, medidos nas condições normais de temperatura e pressão, obtidos pela de- composição completa de todo H2O2 contido em 1,0 litro de solução. Assim: Objetivos❱❱ Interpretar a CCCC concentração da água oxigenada expressa em volumes. Utilizar cálculo CCCC estequiométrico para converter diferentes unidades de concentração de uma amostra de água oxigenada. Termos e conceitos❱❱ peróxido de hidrogênio• água oxigenada• concentração • expressa em volumes A concentração de H2O2 em solução aquosa pode ser expressa em volumes, como é comentado no texto ao lado. ExErcícIOs EssENcIAIs 13 (UEPB – adaptado) O peróxido de hidrogênio é uma substância que se decompõe naturalmente se- gundo a equação: 2 H2O2 ( 2 H2O 1 O2. A produção de oxigênio, segundo essa reação, originou o uso convencional da concentração da água oxigenada em 10 volumes, que significa: 1 litro dessa água oxi- genada produzirá 10 litros de gás oxigênio nas CNTP. Qual a quantidade de oxigênio produzida a partir de 34,0 g de peróxido de hidrogênio? Dados: H 5 1; O 5 16 a) 68 g. b) 16 g. c) 32 g. d) 34 g. e) 160 g. Utilize os conhecimentos adquiridos sobre concentração de solu- ções e tente demonstrar que água oxigenada a 20 volumes é o mesmo que uma solução em torno de 6% em massa. Tente demonstrar, ainda, qual a concentração em mol/L de água oxigenada a 22,4 volumes. 1 H2O2 ∫ 1 H2O 1 1 __ 2 O2 1 mol 1 __ 2 mol ^ ^ 34 g 11,2 L (CNTP) A massa molar do H2O2 é 34 g/mol O volume de 0,5 mol de gás nas CNTP é 11,2 L Interpretação: Assim, uma solução de água oxigenada a 11,2 volumes corresponde a uma solução aquosa contendo 1,0 mol de peróxido de hi- drogênio (34 g) dissolvido em 1,0 L de solução. A decomposição completa de 1,0 mol do peróxido de hidrogênio nas CNTP libera 11,2 L de O2 (g), daí a expressão 11,2 volumes. conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br Exercícios adicionais 14 (UFPE) A água oxigenada, solução de peróxido de hidrogênio (H2O2), é vendida nas farmácias com concentrações em termos de “volumes”, que cor- respondem à relação entre o volume de gás O2, liberado após completa decomposição do H2O2, e o volume da solução aquosa. Sabendo que a equação química de decomposição da água oxigenada é: H2O2 (aq) # H2O (,) 1 1 __2 O2 (g) calcule a concentração molar de uma solução de água oxigenada de 24,4 volumes a 25 °C e 1 atm. (Dado: R 5 0,082 atm ? L ? K21 ? mol21) 039_048_CAP_04_QPLUS2.indd 47 8/30/09 2:08:42 PM U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 50 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 1 Diluição de soluções (nível macroscópico) O balão volumétrico  contém uma solução aquosa de K2Cr2O7 de concentração 2,0 mol/L. E   Seção 5.1 Diluição de soluções Não confunda dissolver com diluir! Ao se misturar o pó para refresco em água e mexer bem, o pó está sendo dissolvido no solvente água, conforme figuras A , B e C . Ao se acrescentar mais solvente à solução para diminuir a concentração, estará ocorrendo uma diluição, conforme figuras C e D . A diluição de soluções é procedimento comum em laboratórios químicos. Soluções de estoque, normalmente, apresentam concentrações elevadas. Diluição é o processo de acrescentar mais solvente a uma solução. Num laboratório de Química não existem soluções de todas as concentrações possíveis e imagináveis. Geralmente são preparadas e armazenadas soluções de concentração elevada e, a partir delas, podemse obter outras, mais diluídas (isto é, menos concentradas) por meio da diluição. Objetivos❱❱ Contrapor disCCC solução e diluição. Explicar o que acontece CCC com a concentração de uma solução quando ela é diluída. Deduzir expressões CCCC que relacionem a concentração antes e depois da diluição e utilizá-las em cálculos. Termos e conceitos❱❱ dis• solução diluição• A B C D O pó é dissolvido em água: dissolução Acrescenta-se mais água: diluição Menos concentrado, ou mais diluído Muito concentrado 049_058_CAP_05_QPLUS2.indd 50 8/30/09 2:10:02 PM C a p ít u lo 5 • D ilu iç ã o e m is tu ra d e s o lu çõ e s se m r e a çã o 51 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 2 Diluição de soluções (nível microscópico) Quando uma solução concentrada de CuC2 (aq) é diluída pela adição de solvente, o resultado é uma nova solução que contém o mesmo número de íons Cu21 e C2 que a solução original. A solução é mais diluída porque o mesmo número de entidades (íons) está presente num volume maior de solvente e, consequentemente, de solução. H2O C�� Cu2� Mais concentrada Mais diluída Antes da diluição Depois da diluição Da solução aquosa de K2Cr2O7 de concentração 2,0 mol/L, é retirada uma alíquota de 25,0 mL com auxílio de uma pipeta volumétrica. Essa alíquota de 25,0 mL é transferida para o balão volumétrico , de capacidade 250 mL. A seguir completase com água destilada até atingir a marca de 250 mL existente no gargalo do balão. H     3 Diluição de soluções (os cálculos) Como, na diluição, a quantidade do soluto não se altera, podemos afirmar que a quantidade de matéria (n) de soluto existente na alíquota está também presente na nova solução obtida pela diluição da alíquota. Usando índice i para alíquota inicial e f para a alíquota final, temos: ni soluto 5 nf soluto mi soluto 5 mf soluto mi soluto 5 mf soluto Mi ? Vi 5 Mf ? Vf Ci ? Vi 5 Cf ? Vf Ti ? mi 5 Tf ? mf Desta maneira é possível justificar por que as soluções de estoque, normalmente, são con centradas. Ao se diluir uma solução, a quantidade de soluto dissolvida não se altera, porém o volume total da solução aumenta e a massa total da solução também aumenta. F G 049_058_CAP_05_QPLUS2.indd 51 8/30/09 2:10:05 PM ExErcícIos EssENcIAIs U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 52 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . 1 Uma pessoa que não gosta de café “forte” resolveu transformar um café “forte” num café “fraco” por acréscimo de água. Acrescentou-se água Acrescentam-se 100 mL de água 100 mL de solução A B a) Como é denominada a técnica empregada? b) Compare a concentração de soluto antes e depois. 2 Este exercício envolve a interpretação de modelos. A ilustração A representa 100 mL de uma solução aquosa de açúcar de cana (sacarose). A ilustração B representa o sistema após adição de 100 mL de água pura. ExErcício rEsolvido 4 (Uninove-SP) Em um frasco há uma solução aquosa de H2SO4 com concentração inicial Ci 5 196 g/L. O volume de 0,5 L dessa solução foi transferido para um béquer, e essa solução foi diluída acrescentan- do-se 1,5 L de água pura. a) A concentração final Cf da solução será igual a 196 g/L e essa é uma solução neutra. b) A concentração final Cf da solução será aproxima- damente 65,3 g/L e essa é uma solução ácida. c) A concentração final Cf da solução será igual a 49 g/L e essa é uma solução ácida. d) A concentração final Cf da solução será igual a 98 g/L e essa é uma solução alcalina. e) A concentração final Cf da solução será igual a 196 g/L e essa é uma solução ácida. Então, como decorrência desse aumento, a concentração da solução di minui. Assim: ^ C 5 msoluto ________ Vsolução $ ^ M 5 nsoluto ________ Vsolução $ ^ Tm 5 msoluto _________ msolução $ ^ Tv 5 Vsoluto ________ Vsolução $ Naquela diluição mostrada nas fotos F , G e H da página anterior não foi deter minada a concentração da solução final. Como isso poderia ser feito? A partir da definição de concentração em quantidade de matéria, pode mos afirmar que a quantidade em mols de soluto é dada por nsoluto 5 M ? V, em que M é a concentração da solução em mol/L e V é o volume da solução. Uma vez que, na diluição, a quantidade do soluto não se altera, podemos afir mar que o mesmo nsoluto presente na alíquota de 25,0 mL está presente na nova solução obtida pela diluição da alíquota. Usando o índice i para a alíquota (situação inicial) e f para a nova solução (situação final), temos: conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br Texto: Alguns cuidados experimentais sobre diluição Mi ? Vi 5 Mf ? Vf ni soluto 5 nf soluto 2,0 mol/ L ? 0,025 L 5 Mf ? 0,250 L V Mf 5 0,2 mol/L a) Nos modelos, as bolinhas representam, de modo mais correto, as moléculas do soluto ou do sol- vente? Justifique. b) As expressões “diluído” e “concentrado” só fazem sentido quando usadas para estabelecer comparação entre soluções. Aplique esses ter- mos às soluções das ilustrações. Os termos diluída e concentrada são usa dos em comparação entre soluções: a expressão • solu- ção diluída signi fica solução com concentração re la tivamente pe quena de soluto; a expressão • so- lução concen- trada significa solução com con centração relati vamente elevada de soluto. c) Enumere algumas situações do seu dia a dia em que a operação diluição de soluções é observada. 3 Estabeleça uma comparação entre os sistemas representados pelas figuras A e B da questão anterior, quanto: a) à massa de soluto; b) à quantidade em mols de soluto; c) ao volume da solução; d) à concentração, em g/L; e) à concentração, em mol/L. 049_058_CAP_05_QPLUS2.indd 52 8/30/09 2:10:07 PM C a p ít u lo 5 • D ilu iç ã o e m is tu ra d e s o lu çõ e s se m r e a çã o 55 Seção 5.3 15 (PUC-MG) Quando 39,2 g de ácido sulfúrico são dissolvidos em 200 mL de água, obtém-se uma so- lução de volume igual a 220 mL. A molalidade (W) e a molaridade (M) dessas solução são iguais a: a) 0,5 molar e 0,5 molal. b) 1,0 molal e 2,0 molar. c) 1,0 molar e 2,0 molal. d) 2,0 molar e 1,8 molal. e) 2,0 molal e 1,8 molar. 16 (UFMS) Uma solução é preparada, dissolvendo-se 464,00 g de NaOH (s) em água, e diluindo-se, então, até obter 1 litro da solução. A densidade da solu- ção resultante é 1,37 g/mL. É correto afirmar que a concentração de hidróxido de sódio, na solução resultante, pode ser expressa como: (01) 33,9% em massa; (02) 11,6 mol/L; (04) 12,8 mol por quilograma do solvente; (08) fração em quantidade de matéria do soluto igual a 0,19; (16) 464,00 g/L; (32) 1.370 g/L. Dê como resposta a soma dos números associados às afirmações corretas. Objetivos❱❱ Calcular a CCC concentração da solução resultante da mistura de soluções de mesmo solvente e mesmo soluto. Determinar em CCCC que proporção duas soluções de mesmo solvente e mesmo soluto devem ser misturadas, a fim de se obter uma solução de concentração desejada. Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente Duas soluções aquosas de ácido sulfúrico, A e B , de concentração em gramas por litro e concentração em quantidade de matéria conhecidas, serão misturadas conforme o esquema a seguir: ExErcícIos EssENcIAIs Estamos diante de uma situação em que soluções de mesmo soluto e mesmo solvente estão sendo misturadas e necessitamos calcular a con centração da solução resultante. Para isso, é fundamental que tenhamos um ponto de partida para nossos cálculos. Nesse caso, podemos sugerir como ponto de partida o seguinte raciocínio: Solução final Misturam-se eA B A B H2SO4 (aq) CA 5 196 g/L MA 5 2,0 mol/L VA 5 1,0 L H2SO4 (aq) CB 5 98 g/L MB 5 1,0 mol/L VB 5 2,0 L H2SO4 (aq) Cf 5 ? Mf 5 ? Vf 5 3,0 L Quando misturamos soluções aquosas de mesmo soluto, a quantidade de soluto na solução final é igual à soma das quantidades dos solutos nas soluções iniciais. msoluto final 5 msoluto em A 1 msoluto em B ou Cf ? Vf 5 CA ? VA 1 CB ? VB nsoluto final 5 nsoluto em A 1 nsoluto em B ou Mf ? Vf 5 MA ? VA 1 MB ? VB Resolvamos o problema proposto: nsoluto final 5 nsoluto em A 1 nsoluto em B Mf ? Vf 5 MA ? VA 1 MB ? VB Mf ? 3,0 L 5 2,0 mol/L ? 1,0 L 1 1,0 mol/L ? 2,0 L Mf 5 1,33 mol/L msoluto final 5 msoluto em A 1 msoluto em B Cf ? Vf 5 CA ? VA 1 CB ? VB Cf ? 3,0 L 5 196 g/L ? 1,0 L 1 98 g/L ? 2,0 L Cf 5 130,67 g/L 049_058_CAP_05_QPLUS2.indd 55 8/30/09 2:10:11 PM U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 56 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . ExErcícIos EssENcIAIs ExErcícios rEsolvidos 17 Em um laboratório, um técnico misturou 200 mL de solução aquosa 0,50 mol/L de glicose com 300 mL de uma solução aquosa 0,20 mol/L também de glicose. Qual a concentração, em mol/L, da solução final? Resolução Trata-se de um problema de mistura de duas so- luções aquosas de mesmo soluto. Vamos calcular a quantidade em mols de soluto que há em cada solução e levar em conta que, após a mistura, essa quantidade total estará presente num volume de 500 mL (200 mL 1 300 mL). Na primeira solução há 0,10 mol de soluto: M1 5 n1 ___ V1 V V n1 5 M1 ? V1 5 0,50 mol/L ? 0,200 L 5 0,10 mol Na segunda solução há 0,06 mol de soluto: M25 n2 ___ V2 V V n2 5 M2 ? V2 5 0,20 mol/L ? 0,300 L 5 0,06 mol Na solução resultante da mistura haverá 0,16 mol de soluto em um volume de 0,500 L (500 mL). Assim: Mf 5 nf ___ Vf V Mf 5 0,16 mol _________ 0,500 L V Mf 5 0,32 mol/L 19 Exclusivamente por meio da mistura de duas soluções aquosas de sacarose, de concentrações 0,5 mol/L e 1,0 mol/L, responda e justifique se é possível obter uma solução: a) 0,6 mol/L? b) 0,9 mol/L? c) 1,2 mol/L? 20 Sejam as seguintes soluções: A 100 mL de H2SO3 (aq) de concentração 0,30 mol/L; B 200 mL de H2SO3 (aq) de concentração 0,15 mol/L. Ao misturarmos A e B , obteremos uma solução C cuja concentração em quantidade de matéria é: a) 0,05 mol/L. b) 1 mol/L. c) 0,2 mol/L. d) 2 mol/L. e) 4 mol/L. 21 A 100 mL de uma solução 2 mol/L de HC são misturados 300 mL de outra solução também 2 mol/L desse ácido. Metade da solução obtida é diluída ao dobro do volume pela adição da água. Calcule a concentração em quantidade de matéria da solução resultante. 22 Que volumes de soluções 8,0 mol/L (solução A ) e 3,0 mol/L (solução B ) de HC devem ser misturados para fornecer 1,0 L de solução 6,0 mol/L de HC? 23 Misturaram-se 100 mL de ácido sulfúrico, de den- sidade 1.235 g/L, que contêm 31,7% de H2SO4 em massa, com 500 mL de solução 1,0 mol/L do mesmo ácido. Calcule a concentração em quantidade de matéria da solução resultante. 24 (PUC-RJ) A concentração de HC, em quantidade de matéria, na solução resultante da mistura de 20 mL de uma solução 2,0 mol ? L21 com 80 mL de uma solução 4,0 mol ? L21 desse soluto e água suficiente para completar 1,0 L é: a) 0,045 mol ? L21. b) 0,090 mol ? L21. c) 0,18 mol ? L21. d) 0,36 mol ? L21. e) 0,72 mol ? L21. 18 Por meio da mistura de uma solução de glicose 1,0 mol/L com outra 2,0 mol/L, como você proce- deria para obter uma solução que fosse 1,2 mol/L? Justifique. Resolução Seja V1 o volume, em litros, da solução 1,0 mol/L: M1 5 n1 ___ V1 V n1 5 M1 ? V1 (em que M1 5 1,0 mol/L) Seja V2 o volume, em litros, da solução 2,0 mol/L: M2 5 n2 ___ V2 V n2 5 M2 ? V2 (em que M2 5 2,0 mol/L) Na solução resultante da mistura haverá uma quantidade de soluto igual a (n1 1 n2) dissolvida em um volume de (V1 1 V2) litros. Mf 5 n1 1 n2 ________ V1 1 V2 V Mf 5 M1 ? V1 1 M2 ? V2 ________________ V1 1 V2 (em que Mf 5 1,2 mol/L) Substituindo, nessa expressão, os valores de M1, M2 e Mf, temos: 1,2 5 1 ? V1 1 2 ? V2 _____________ V1 1 V2 1,2(V1 1 V2) 5 V1 1 2V2 1,2V1 1 1,2V2 5 V1 1 2V2 1,2V1 2 V1 5 2V2 2 1,2V2 0,2V1 5 0,8V2 V1 ___ V2 5 0,8 ___ 0,2 V1 ___ V2 5 4 Esse resultado indica que as soluções devem ser misturadas de tal forma que o volume da solução 1,0 mol/L deve ser quatro vezes maior que o da solução 2,0 mol/L. Assim, por exemplo, se for usado um litro da solução 2,0 mol/L, devem ser usados quatro litros da solução 1,0 mol/L. conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br Exercícios adicionais 049_058_CAP_05_QPLUS2.indd 56 8/30/09 2:10:12 PM C a p ít u lo 5 • D ilu iç ã o e m is tu ra d e s o lu çõ e s se m r e a çã o 57 C a p ít u lo 5 • D ilu iç ã o e m is tu ra d e s o lu çõ e s se m r e a çã o Solução final Misturam-se eA B A B Solução final R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . n do KCantes 5 n do KCapós ^ ^ MKC ? VKC 5 MKC ? VKC Antes Após 0,4 mol/L ? 0,15 L 5 MKC após ? 0,2 L MKC após 5 0,3 mol/L Seção 5.4 Objetivo❱❱ Calcular a CCC concentração dos solutos na solução obtida ao misturar soluções de mesmo solvente e diferentes solutos que não reajam entre si. Mistura de soluções de mesmo solvente e solutos diferentes sem reação química Duas soluções aquosas: uma de volume 150 mL, tendo como soluto cloreto de potássio, KC, com concentração em quantidade de matéria igual a 0,4 mol/L, A , e outra de volume 50 mL, tendo como soluto sulfato de potássio, K2SO4, com concentração em quantidade de matéria igual a 0,8 mol/L, B , são misturadas em um mesmo recipiente. A partir desses dados, desejamos calcular: a) a concentração em mol/L da solução resultante em relação a cada um dos solutos; b) a concentração em mol/L da solução resultante em relação aos íons presentes na solução. Como se pode observar, estamos diante de uma nova situação. Soluções de mesmo solvente, porém contendo solutos diferentes e que, ao serem misturados, não reagem entre si. Qual será, nesse caso, o ponto de partida para efetuarmos os cálculos sugeridos? Quando se misturam soluções contendo solutos diferentes sem que ocorra reação química entre eles, a quantidade em mols de cada soluto (ou a massa), antes e após a mistura, permanece inalterada. Tudo se passa como se cada solução individualmente sofresse uma diluição. KC (aq) M 5 0,4 mol/L V 5 150 mL K2SO4 (aq) M 5 0,8 mol/L V 5 50 mL KC (aq) 1 K2SO4 (aq) M 5 ? V 5 200 mL n do K2SO4 antes 5 n do K2SO4 após ^ ^ MK2SO4 ? VK2SO4 5 MK2SO4 ? VK2SO4 Antes Após 0,8 mol/L ? 0,05 L 5 MK2SO4 após ? 0,2 L MK2SO4 após5 0,2 mol/L Resolvamos o problema proposto: a) Cálculo da concentração em quantidade de matéria (mol/L) em relação ao KC e ao K2SO4 na solução final: KC (aq) 5 0,3 mol/L K2SO4 (aq) 5 0,2 mol/L Vf 5 200 mL 049_058_CAP_05_QPLUS2.indd 57 8/30/09 2:10:13 PM U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 60 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . Seção 6.1 Mistura de soluções de mesmo solvente e solutos diferentes com reação química Duas soluções aquosas: uma de volume 250 mL, tendo como soluto ácido clorídrico, HC,, e concentração em quantidade de matéria igual a 0,8 mol/L, A , e outra de volume 350 mL, tendo como soluto hidróxido de potássio, KOH, e concentração em quantidade de matéria igual a 0,4 mol/L, B , são misturadas em um mesmo recipiente. A partir desses dados, dese- jamos responder: a) A solução resultante é acida, básica ou neutra? b) Caso a solução não seja neutra, qual a concentração em quantidade de matéria (mol/L) em relação ao reagente que se encontra em excesso? c) Qual a concentração em quantidade de matéria (mol/L) do sal pre- sente ao final da reação? Estamos agora diante de uma nova situação. Soluções constituídas pelo mesmo solvente, porém contendo solutos diferentes e que, ao serem misturados, reagem entre si, transformando-se em novos solutos. Qual será, nesse caso, o ponto de partida para efetuarmos os cálculos sugeridos? Conhecer a concentração expressa em mol/L é muito útil, pois, conhe- cido também o volume de solução no qual o soluto se encontra, podemos calcular a quantidade de matéria do soluto por meio da expressão: nsoluto 5 M ? Vsolução Assim, conhecendo-se M e o Vsolução é possível efetuar cálculos este- quiométricos quando se misturam soluções aquosas contendo solutos diferentes que reagem entre si. Quando se misturam soluções contendo solutos diferentes que reagem entre si, estamos diante de um problema de cálculo estequiométrico. Resolvamos o problema proposto: Objetivos❱❱ Realizar cálculos CCCC estequiométricos com reações que envolvam um ou mais reagentes em solução, cujas concentrações são conhecidas. Explicar a CCCC conveniência do conhecimento da concentração em mol/L nesse tipo de cálculo. Determinar as CCCC concentrações de solutos após a ocorrência de uma reação em solução. Esses solutos podem ser produtos, íons espectadores (íons que não participam da reação) ou reagentes em excesso. Termos e conceitos❱❱ cálculo • estequiométrico reagente limitante• reagente em excesso• Para obter a quantidade em mols de cada reagente, utiliza-se a equação: nsoluto 5 M ? V (V em litro) Assim: nKOH 5 0,14 mol nHC, 5 0,20 mol KOH (aq) MB � 0,4 mol/L VB � 350 mL HC� (aq) MA � 0,8 mol/L VA � 250 mL V � 600 mL Solução final Misturam-se e BA A B 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 60 8/30/09 2:12:51 PM 61 C a p ít u lo 6 • Es te q u io m e tr ia e n vo lv e n d o s o lu çõ e s a q u o sa s Equação envolvida: exercícios essenciais ExErcício rEsolvido 1 (Mackenzie-SP) Dada a equação balanceada: 2 KOH (aq) 1 H2SO4 (aq) ( K2SO4 (aq) 1 2 H2O (,) 300 mL de KOH (aq) 2 mol/L são adicionados a 200 mL de H2SO4 (aq) 1 mol/L. Após a reação, verifica-se que: a) a concentração em quantidade de matéria da solu- ção final em relação ao ácido é diferente de zero. b) há excesso de 0,4 mol da base. c) todo o ácido e toda a base foram consumidos. d) a concentração em quantidade de matéria da solução final em relação ao K2SO4 (aq) é igual a 0,4 mol/L. e) reagiu 1 mol do ácido. Resolução 2 (Vunesp) A soda cáustica (hidróxido de sódio) é um dos produtos utilizados na formulação dos limpa-fornos e desentupidores de pias domésticas, tratando-se de uma base forte. O ácido muriático (ácido clorídrico com concentração de 12 mol ? L21) é muito utilizado na limpeza de pisos e é um ácido forte. Ambos devem ser manuseados com cautela, pois podem causar queimaduras graves se entra- rem em contato com a pele. a) Escreva a equação química para a neutralização do hidróxido de sódio com o ácido clorídrico, ambos em solução aquosa. b) Dadas as massas molares, em g ? mol21: H 5 1; O 5 16 e Na 5 23, calcule o volume de ácido mu- riático necessário para a neutralização de 2 L de solução de hidróxido de sódio com concentração de 120 g ? L21. Apresente seus cálculos. ^ nbase � 0,6 mol KOH (aq) V � 300 mL M � 2,0 mol/L ^ nácido � 0,2 mol H2SO4 (aq) V � 200 mL M � 1,0 mol/L K2SO4 (aq) V � 500 mL M � ? + 2 KOH (aq) 1 H2SO4 (aq) # K2SO4 (aq) 1 2 H2O (,) 2 mol @ 1 mol @ 1 mol ! Proporção da equação 0,6 mol @ 0,2 mol ! Dados do problema 0,4 mol @ 0,2 mol @ 0,2 mol ! Participam da reação 0,2 mol (excesso de KOH) A solução resultante dessa mistura possui um vo- lume de 0,5 L e apresenta 0,2 mol de KOH (excesso) juntamente com 0,2 mol do produto da reação K2SO4 (aq). A concentração em quantidade de ma- téria do K2SO4 (aq) é dada pela expressão: M 5 0,2 mol ________ 0,5 L 5 0,4 mol ? L21 Alternativa d. Como se trata de uma mistura com reação química, podemos escrever: 1 KOH (aq) 1 1 HC, (aq) # 1 KC, (aq) 1 1 H2O (,) 1 mol @ 1 mol @ 1 mol @ 1 mol # Proporção estequiométrica 0,14 mol @ 0,20 mol @ - - - - - - - - # Dados do Reagente Está em problema limitante excesso 0,14 mol @ 0,14 mol @ 0,14 mol @ 0,14 mol Reagem e formam-se Ao final da reação, teremos no recipiente 0,06 mol de HC, que não participou da reação (ex- cesso), 0,14 mol de KC, e também água, já que a reação ocorre em meio aquoso. Respondendo à pergunta a: como o ácido se encontra em excesso, a solução resultante será ácida. Respondendo à pergunta b: temos um excesso de 0,06 mol de HC, presente num volume de 0,6 L de solução (soma dos volumes das soluções misturadas). Assim, a concentração em quantidade de matéria do reagente que ficou em excesso pode ser calculada usando-se a expressão: M 5 nHC, ____ V 5 0,06 mol _________0,6 L 5 0,1 mol ? L21 Respondendo à pergunta c: temos, na solução resultante, além do excesso do reagente HC,, um outro soluto que é o produto da reação, KC,, presente numa quantidade de 0,14 mol num volume de 0,6 L de solução. Assim, a concentração em quantidade de matéria do KC, pode ser calculada usando a expressão: M 5 nKC, ____ V 5 0,14 mol _________0,6 L 5 0,23 mol ? L 21 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 61 8/30/09 2:12:52 PM 62 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 5 (UFF-RJ) Se 40,00 mL de HC, 1,600 mol/L e 60,00 mL de NaOH 2,000 mol/L são misturados, quais as concentrações (em mol ? L21) de Na1, C,2 e OH2, respectivamente, na solução resultante? a) 0,400 mol ? L21, 0,600 mol ? L21, 1,200 mol ? L21. b) 0,560 mol ? L21, 0,640 mol ? L21, 1,200 mol ? L21. c) 120,0 mol ? L21, 0,640 mol ? L21, 64,0 mol ? L21. d) 1,200 mol ? L21, 0,560 mol ? L21, 0,560 mol ? L21. e) 1,200 mol ? L21, 0,640 mol ? L21, 0,560 mol ? L21. ExErcício rEsolvido 4 (PUC-SP) Adicionaram-se 100 mL de solução de Hg(NO3)2 de concentrção 0,40 mol/L a 100 mL de solução de Na2S de concentração 0,20 mol/L. Sabendo-se que a reação ocorre com formação de um sal totalmente solúvel (NaNO3) e um sal praticamente insolúvel (HgS), as concentrações, em mol/L, dos íons Na1 e Hg21 presentes na solução final são respectivamente: a) 0,1 mol ? L21 e 0,2 mol ? L21. d) 0,4 mol ? L21 e 0,1 mol ? L21. b) 0,2 mol ? L21 e 0,1 mol ? L21. e) 0,2 mol ? L21 e 0,4 mol ? L21. c) 0,4 mol ? L21 e 0,2 mol ? L21. Resolução 3 (UFG-GO) Um antiácido contém, em sua formulação, Mg(OH)2 em uma concentração de 1,2 g ? mL 21. Conside- rando que a concentração de HC, no suco gástrico é de 0,16 mol ? L21, qual o volume de suco gástrico neutralizado pela ingestão de uma colher (3 mL) desse antiácido? a) 125 mL b) 250 mL c) 375 mL d) 750 mL e) 1.000 mL Hg(NO3)2 (aq) VA � 100 mL MA � 0,40 mol/L nA � 0,04 mol Na2S (aq) VB � 100 mL MB � 0,20 mol/L nB � 0,02 mol NaNO3 (aq) � HgS (sólido) Vf � 200 mL � Hg(NO3)2 (aq) 1 Na2S (aq) ( 2 NaNO3 (aq) 1 HgS (s) 1 mol @ 1 mol @ 2 mol @ 1 mol 0,04 mol 0,02 mol ! Quantidade misturada 0,02 mol 0,02 mol 0,04 mol 0,02 mol ! Reage e forma 0,02 mol @ 0,04 mol 0,02 mol ! Resta no final $ Excesso Foram consumidos na reação 0,02 mol de Hg(NO3)2 (aq) e 0,02 mol de Na2S (aq). Como foi adicionado 0,04 mol de Hg(NO3)2 (aq), resta, na solução final, 0,02 mol (excesso). Além do excesso, está presente na solução final 0,04 mol de NaNO3 (aq). O corpo de chão (precipitado) é constituído por 0,02 mol de HgS (s). MNa1 5 nNa1 _____ V V MNa1 5 0,04 _____ 0,2 V MNa1 5 0,2 mol ? L21 MHg21 5 nHg 21 _____ V V MHg21 5 0,02 _____ 0,2 V MHg21 5 0,1 mol ? L21 Alternativa b. 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 62 8/30/09 2:12:53 PM 65 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 6 • Es te q u io m e tr ia e n vo lv e n d o s o lu çõ e s a q u o sa s Mas como saber que a reação chegou ao final e parar de adicio- nar ácido? No ponto de equivalência, ou seja, no ponto em que a reação acabou de se completar, toda a base inicialmente presente no erlenmeyer foi neutralizada pelo ácido adicionado. Nesse momen- to, o meio deixou de ser básico. E, como a fenolftaleína é róseo- -avermelhada apenas em meio básico (em meio neutro ou ácido ela é incolor), é possível perceber que se atingiu o ponto final da titulação porque o indicador mudou de cor. Ocorreu a viragem do indicador. Numa titulação ácido-base, a viragem do indicador (adequada- mente escolhido) permite avaliar o instante em que se atinge o ponto final da titulação e em que se deve parar de adicionar a solução titulante (no caso, a solução de HC,). Imaginemos que, na titulação de NaOH usando a solução titulante de HC,, o volume de ácido consumido tenha sido de 30 mL. Quantidade em mols de ácido que reagiu: nácido 5 Mácido ? Vácido Quantidade em mols de base que reagiu: nbase 5 Mbase ? Vbase HC, (aq) 1 NaOH (aq) # NaC, (aq) 1 H2O (,) Proporção: 1 mol 1 mol Grandezas: Quantidade Quantidade de matéria de matéria 1 mol 1 mol V Mácido ? Vácido 5 Mbase ? Vbase Mácido ? Vácido Mbase ? Vbase Substituindo os valores numéricos, temos: 0,50 mol/L ? 0,030 L 5 Mbase ? 0,020 L Æ Mbase 5 0,75 mol/L ❱O volume da solução ácida consumido pode ser determinado por leitura na escala da bureta. Esse volume foi igual a 30 mL. No ponto final, a solução fica incolor após a agitação. Ocorreu a viragem do indicador. Antes do ponto final, a solução básica contendo o indicador fenolftaleína é rósea. À medida que se aproxima do ponto final, a cor rósea desaparece onde o ácido é adicionado, mas reaparece com a agitação. 1 A titulação ácido-base em nível macroscópico A viragem do indicador mostra o final da reação em nível macroscópico. 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 65 8/30/09 2:13:00 PM 66 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s 3 Veja agora como é feita a titulação de um ácido ❱Antes do ponto final, a solução ácida contendo o indicador fenolftaleína é incolor. ❱No ponto final, a cor rósea se estende por toda a solução após a agitação. Ocorreu a viragem do indicador. ❱À medida que se aproxima do ponto final, uma cor rósea se forma onde a base é adicionada, mas ela desaparece com a agitação. Fenolftaleína 1 NaOH (aq) (vermelho) No início havia OH2 da base Fenolftaleína 1 NaOH (aq) (vermelho) Os íons OH2 vão sendo neutralizados por íons H1 H1 (aq) 1 OH2 (aq) # H2O (,) (incolor) Todos os íons OH2 foram neutralizados por íons H1 H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� Na� Na� Na�Na� Na� Na�OH � OH� OH� C�� C��C� � H2O H2OH2O H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� Na� Na Na�Na� Na� Na�OH � OH� OH� C�� C��C� � H2O H2OH2O H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� Na Na Na�Na� Na� Na�OH � OH� OH� C�� C��C� � H2O H2OH2O 2 A titulação ácido-base em nível microscópico O ponto de equivalência é o ponto em que toda a base foi neutralizada pelo ácido adicio- nado, e vice-versa. 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 66 8/30/09 2:13:06 PM 67 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . C a p ít u lo 6 • Es te q u io m e tr ia e n vo lv e n d o s o lu çõ e s a q u o sa s exercícios essenciais ExErcício rEsolvido 11 Uma amostra de 25 mL de uma solução aquosa de Ca(OH)2 foi titulada com HC, 0,10 mol/L. Determinou- -se que o volume de solução ácida necessário para atingir a viragem do indicador foi 40 mL. Determine a concentração de Ca(OH)2 expressa em mol/L. Resolução Quantidade de ácido que reagiu: nácido 5 Mácido ? Vácido Quantidade de base que reagiu: nbase 5 Mbase ? Vbase A equação balanceada da reação entre o ácido e a base é: 2 HC, 1 Ca(OH)2 # CaC,2 1 2 H2O Por meio dessa equação, sabemos que a proporção entre as quantidades em mols de HC, e de Ca(OH)2 é de 2 ; 1. Assim, podemos montar uma regra de três: 2 HC, 1 Ca(OH)2 # ... Proporção: 2 mol 1 mol Grandezas: Quantidade Quantidade de matéria de matéria 2 mol 1 mol V Mácido ? Vácido Mbase ? Vbase V Mácido ? Vácido 5 2 ? Mbase ? Vbase A rigor, os volumes devem estar em L (ou dm3), pois essa expressão foi deduzida a partir da de- finição de M. Contudo, podemos empregar outra unidade de volume, desde que seja a mesma em ambos os membros da equação (já que nesse caso se mantém, entre os volumes, a mesma proporcionalidade que existe quando ambos estão expressos em litros). 0,10 mol/L ? 40 mL 5 2 ? Mbase ? 25 mL Mbase 5 0,08 mol/L Compare essa resolução (que envolve uma proporção em mols de 2 ; 1) com o exemplo apresentado no texto (que envolve uma propor- ção em mols de 1 ; 1) e perceba que não vale a pena memorizar uma equação que se aplique à titulação. É muito mais vantajoso deduzir a relação entre as grandezas envolvidas, no momento em que se faz necessária, a partir da proporção expressa pelos coe- ficientes estequiométricos da equação química. Afinal, trata-se apenas de um cálculo estequio- métrico! 12 Num laboratório de Química, deseja-se confirmar a informação dada por certa empresa de que uma determinada solução aquosa de HC,, produzida por ela, apresenta concentração de 1,0 mol/L. Para isso, titulou-se uma alíquota de 20 mL dessa solução com KOH 0,20 mol/L. O volume de solução básica necessário para atingir a viragem do indica- dor empregado foi 30 mL. Efetue os cálculos neces- sários e responda: a informação é correta ou não? 13 Uma amostra de 25 mL de uma solução aquosa de H2SO4 foi titulada com uma solução aquosa 0,10 mol/L de NaOH. Determinou-se que o volume de solução básica necessário para atingir a viragem do indicador foi 20 mL. Determine a concentração (mol/L) de H2SO4 na solução ácida. 14 Esta questão é sobre a interpretação de modelos. Analise as ilustrações , b,  e  e responda às perguntas, que se referem à titulação de uma solução de hidróxido de sódio usando como so- lução titulante uma solução de ácido clorídrico e, como indicador, a fenolftaleína. O azul-claro indica solução incolor e o cor-de-rosa indica uma solução róseo-avermelhada, típica da fenolftale- ína em meio básico. a) Qual dos modelos se refere à situação inicial? b) Qual deles se refere a uma situação durante a ti- tulação, mas antes do ponto de equivalência? c) Qual dos modelos é mais adequado para o ponto de equivalência? d) Um dos modelos não é resposta dos itens ante- riores. A que corresponderia esse modelo? 15 Ainda sobre a titulação da questão anterior, que dados são necessários para calcular a concen- tração, em mol/L, da solução que é titulada? � � � � H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� H�C�� Na� Na� Na� Na� Na� Na� Na� Na� OH� OH � OH� C�� C�� C�� C�� H2O H2O C� � C�� H2O H2O H� H2O 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 67 8/30/09 2:13:06 PM U n id a d e G • S u b st â n ci a s in o rg â n ic a s 70 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . esTabeleÇa conexões R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . U n id a d e A • C o n ce n tr a çã o d a s so lu çõ e s mapa conceiTual da unidade a Heterogênea Soluções aquosas Fração em mols Concentração em volumes Título em volume Título em massa Porcentagem em massa Concentração em g/L Termos comparativos Mistura de soluções Adição de solvente à solução Não há reação entre os solutos Há reação entre os solutos Mistura pode ser 1 2 3 4 é uma Solução Soluto(s) Solvente Densidade Molalidade ppm, ppb Concentrada Concentração tem tem 6 chamada 7 5 por exemplo permite calcular a permite obter a permite obter a Água oxigenada, H2O2 (aq) usada para a Quantidade em mols do soluto Cálculos estequiométricos para reações que tenham um ou mais reagentes em solução útil em presente nas por exemplo há casos em que com duas ou mais pode-se fazer há casos em que tem pode sofrer a se os solutos forem diferentes, é como se cada um sofresse por exemplo isso torna a solução são pode ser pode ser expressa de diferentes modos se a solução for muito diluída, pode-se preferir Revise os conceitos estudados nesta unidade e decida como podem ser completados os locais em que aparecem os números. 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 70 8/30/09 2:13:09 PM C a p ít u lo 2 1 • Á ci d o s e b a se s 71 R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . R ep ro d uç ão p ro ib id a. A rt .1 84 d o C ód ig o P en al e L ei 9 .6 10 d e 19 d e fe ve re iro d e 19 98 . revise, relacione e resolva Sugestão de encaminhamento 1. Reveja o conceito de solução e as principais maneiras empregadas para expressar a concentração de uma solução, com ênfase na concentração em quantidade de matéria, expressa em mol ? L21. 2. Recorde o conceito de diluição, com atenção especial ao fato de a quantidade de soluto permanecer constante nesse processo, mas a quantidade de solvente aumentar. 3. Relembre que, ao fazer a mistura de soluções, há casos em que não ocorre reação química entre solutos e há casos em que ocorre. Nos casos em que não há reação, os solutos das soluções misturadas podem ser iguais ou não. 4. No item a, uma das soluções contém Na1 (aq) e C,2 (aq) e a outra contém Na1 (aq) e SO24 2 (aq). Perceba que, no que diz respeito aos íons C,2 (aq) e SO24 2 (aq), está havendo apenas diluição. Já no que diz respeito ao íon Na1 (aq), está ocorrendo mistura de soluções de mesmo soluto. Atente ao fato de que 1 mol de Na2SO4 contém 2 mol de Na 1 e resolva o item a. 5. No item b, comece percebendo que ambos os ácidos apresentados são fortes e, por isso, podem ser considerados 100% ionizados. Embora um deles seja diácido e o outro seja monoácido, o que a questão pede é a concentração de H3O 1 (hidroxônio, ou hidrônio, que equivale a H1). Trata-se de uma titulação, que é uma mistura de soluções com reação. A equação da reação é: H3O 1 (aq) 1 OH2 (aq) # 2 H2O (,) em que todo OH2 vem do NaOH (base forte, 100% dissociada). 6. A equação da neutralização permite perceber que a proporção em mols entre H3O 1 e OH2 é 1 ; 1. Como a quantidade em mols de ácido é nA 5 MA ? VA e a quantidade em mols de base é nB 5 MB ? VB, concluímos que MA ? VA 5 MB ? VB. Agora, resolva o item b. (UFC-CE) a) A água do mar apresenta composição química quase constante ao longo dos séculos, e os íons presentes em maior percentual em massa são C,2, Na1 e SO24 2. Supondo uma solução constituída pela mistura de 15 mL de NaC, 0,1 mol ? L21 e de 45 mL de Na2SO4 0,3 mol ? L 21, determine as concentrações de C,2, Na1 e SO24 2. b) Praticamente toda a acidez da chuva ácida pode ser atribuída à presença de H2SO4 e HNO3. Assumindo que uma amostra de 300,0 mL de água de chuva foi titulada com NaOH 0,01 mol ? L21 e que foram gastos 9,0 mL dessa solução para atingir o ponto final, determine a concentração de H3O 1. Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão. conteúdo digital Moderna PlUs http://www.modernaplus.com.br Atividade de revisão 059_071_CAP_06_QPLUS2.indd 71 8/30/09 2:13:09 PM 2Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 1 Unidade A Estabeleça Conexões química química na abordagem do cotidiano tito canto 1 – Homogênea 2 – Água 3 – Porcentagem em volume 4 – Diluída 5 – Concentração em quantidade de matéria 6 – Diluição 7 – Titulação REspostAstAs Do EstABELEÇA CoNEXÕEs Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas Informe-se sobre A qUímICA Em hospitais, faz parte da rotina os médicos relatarem por escrito aos profissionais da área de Enfermagem a medicação que deve ser dada a cada paciente internado. FE R N A N D O F A V O R E T TO /c iD Soluções a serviço da vida Um paciente chegou ao hospital com uma crise de hipertensão (isto é, “pressão alta”). Após ter o seu quadro controlado pelos médicos, esse pa ciente permanecerá internado para que seu estado seja acompanhado. O médico responsável deseja aplicar regularmente nesse paciente, por via endovenosa (ou intravenosa, isto é, “dentro da veia”), o medicamento clori- drato de metildopa. Consultando uma publicação especializada, o médico obteve as seguintes informações: Cloridrato de metildopa Fórmula molecular: C10H14C,NO4 Massa molar: 247,5 g/mol Apresentação: solução aquosa a 50 g/L Método de administração: endovenoso Dose recomendada: de 250 mg a 1.000 mg a cada 6 horas De acordo com a rotina hospitalar, esse médico deve registrar na docu- mentação do paciente, que é encaminhada à equipe de profissionais de En- fermagem, as instruções referentes à medicação a ser administrada. Sabe-se que o cloridrato de metildopa é sólido nas condições ambientes. Como vemos pelos dados acima, o que se administra na veia do paciente é uma solução dessa substância em água. Digamos que a intenção seja administrar, a cada 6 horas, a dose mínima de 250 mg do medicamento. Qual o volume de solução que deve ser injetado a cada vez? E se a intenção for administrar a dose máxima de 1.000 mg, qual o volume de solução necessário? A seguir, você verá o raciocínio empregado pelos enfermeiros para medicar um paciente. Uma solução é uma mistura homogênea, ou seja, apresenta uma única fase. Assim, o soluto está homogeneamente distribuído por todo o volume da solução. Em 0,5 L dessa solução há 25 g de soluto, em 0,25 L dessa solução há 12,5 g de soluto, e assim por diante: 50 g ____1 L 5 25 g ____0,5 L 5 12,5 g _____0,25 L 5 10 g ____0,2 L 5 5 g ____ 0,1 L 5 ... Foram feitas duas perguntas. Estamos praticamente em condições de respondê-las. Vamos partir da seguinte igualdade: 50 g ____1 L 5 0,050 g ______0,001 L 5 50 mg ______1 mL 4 103 4 103 equivale a equivale a O consumo de medicamentos sem orientação médica, a auto me dica ção, é uma atitude perigo sís sima à saúde. JaMaiS SE aUtoMEDiQUE ATenÇÃo Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 22químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas Ela nos informa que, se numa solução há 50 g de soluto dissolvidos em um li- tro de solução, então haverá 50 mg dissolvidos em cada mililitro de solução. Portanto, empregando uma solução aquosa com 50 g/L do medicamento, pode-se administrar a dose de 250 mg do medicamento injetando no pa ciente o volume de 5 mL. E pode-se administrar a dose de 1.000 mg injetando 20 mL. Ambos os volumes podem ser determinados por regra de três: Massa de soluto Volume de solução 50 mg 1 mL 1.000 mg y y 5 20 mL Massa de soluto Volume de solução 50 mg 1 mL 250 mg x x 5 5 mL Podemos dizer que “há 50 g de soluto em cada litro de solução” de modo abreviado indicando simplesmente que a solução tem concentração 50 g/L. Como mostramos, a presença de 50 g de soluto em cada litro de solução equivale à presença de 50 mg de soluto em cada mililitro de solução. Assim, também podemos dizer que a concentração da solução é 50 mg/mL. Você entendeu a leitura? 1 Dispondo de um frasco com uma solução aquosa de cloridrato de metildopa de volume igual a 500 cm3, pergunta-se: 1. Quantas doses desse medicamento poderiam ser administradas a pacientes que dele necessitem, considerando a intenção de admi- nistrar a cada 6 horas a dose mínima do medicamento (250 mg)? 2. Quantas doses desse medicamento poderiam ser administradas a pacientes que dele necessitem, considerando a intenção de admi- nistrar a cada 6 horas a dose mínima do medicamento (1.000 mg)? Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 3 concentração em quantidade de matéria Informe-se sobre A qUímICA Os oceanos cobrem cerca de 70% da superfície da Terra. oceanos de soluções A Terra tem o privilégio de ser o único planeta do sistema solar que contém água em oceanos, rios e lagos. Em todos os casos, a água não é pura, mas sim soluções cujos solutos principais são sais. Os oceanos cobrem 70% da superfície do nosso planeta e contêm mais de 1,4 ? 1018 kg de massa de água. As águas que compõem os oceanos se comu- nicam, formando uma única massa de solvente que apresenta as mesmas proporções dos principais solutos. A água do mar é uma solução de eletrólitos moderadamente concen- trada. Para se ter uma ideia, a concentração em quantidade de matéria em relação aos íons Na e C, é de aproximadamente 0,5 mol ? L1 e em relação aos íons Mg2 e SO4 2 é de aproximadamente 0,05 mol ? L1. As concentrações dos íons Na e C,, por exemplo, são cerca de dez vezes maio res que as de Mg2 e SO4 2. Embora as proporções dos principais solutos sejam constantes, a con- centração pode variar em diferentes locais, devido a fatores como o excesso de chuvas, fusão de gelo, falta de chuvas ou calor excessivo. As variações tanto em proporção como em concentração de solutos secundários, como HCO3 , NO3 , H2PO4  e ânions de silício (provenientes da ação mecânica e química da água sobre as rochas), são muito grandes, dependendo da região do planeta. Salinas em Cabo Frio, Rio de Janeiro. w a g n er s a n to s /k in o d ig it a l v is io n n a s a Você entendeu a leitura? 1 Considerando a densidade da água igual a 1 g/cm3, qual seria a massa total média de NaC, presente em todos os oceanos terrestres? 2 Segundo os dados fornecidos no texto, para se extrair 1 tonelada de NaC,, quantos litros de água do mar serão necessários para, após a evaporação da água, obter a quantidade desejada do sal? Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 3 Parte I Unidade A Capítulo 4 Outras expressões de concentração 2químicaquímica na abordagem do cotidiano titO cantO 6 (PUC-RJ) Uma fábrica de produtos químicos possui um reator que, para uma dada operação, necessita ser alimentado com solução de ácido sulfúrico contendo 175 kg de H2SO4. A solução aquosa de ácido sulfúrico usada no processo tem 35,0% em massa de H2SO4 e densidade igual a 1,25 g mL21, a 25 °C. A esse respeito, pede-se: a) o volume da solução disponível que contenha exatamente aquela massa de H2SO4 necessária para alimentar o reator; b) a quantidade de matéria, em mols, em 175 kg de H2SO4; c) a equação da reação de neutralização total do ácido sulfúrico com o hidróxido de sódio. 7 (Unifesp) O ácido nítrico é um dos ácidos mais utilizados na indústria e em laboratórios químicos. É comercializado em diferentes concentrações e volumes, como frascos de 1 litro de solução aquosa, que contém 60% em massa de HNO3 (massa molar 63 g/mol). Por se tratar de ácido forte, encontra-se totalmente na forma ionizada quando em solução aquosa diluída. É um líquido incolor, mas adquire coloração castanha quando exposto à luz, devido à reação de fotodecomposição. Nesta reação, o ácido nítrico decompõe-se em dióxido de nitrogênio, gás oxigênio e água. a) Escreva as equações químicas, devidamente balanceadas, da reação de fotodecomposição do ácido nítrico e da ionização do ácido nítrico em meio aquoso. b) A 20 °C, a solução aquosa de ácido nítrico descrita apresenta concen- tração 13,0 mol/L. Qual é a densidade desta solução nessa mesma temperatura? Apresente os cálculos efetuados. Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções sem reação Informe-se sobre A qUímICA Diluição de quantidade pequena de ácido sulfúrico em água: note o frasco imerso em banho de gelo. alguns cuidados experimentais sobre diluição As soluções utilizadas rotineiramente em laboratórios são em geral preparadas ou compradas na forma concentrada (denominadas soluções estoque). Quando se necessitam de soluções com concentrações menores, estas podem, então, ser obtidas pela adição de água (diluição). A escolha dos instrumentos utilizados depende da precisão necessária. Para alta precisão utilizamos pipetas e balões volumétricos. Para trabalhos menos precisos, podemos utilizar cilindros graduados. Soluções de medicamentos são, às vezes, por razões econômicas, prepa- radas, transportadas e armazenadas em concentrações elevadas para serem ministradas aos pacientes. O médico prescreve a concentração correta e o enfermeiro deve então fazer a diluição correta. Erros nesse processo podem ser mortais. Uma diluição de risco — cuidado! O “ácido sulfúrico concentrado” encontrado no comércio tem uma con- centração de 93% a 98% de H2SO4 em massa, ou concentração em quantidade de matéria aproximadamente igual a 18 mol ? L21. Essa solução reage violen- tamente com a água liberando grande quantidade de calor para o meio am- biente. Ela é capaz até mesmo de absorver umidade do ar, caso fique exposta. Por essa razão, é mantida em ambiente hermeticamente fechado. O ácido sulfúrico oleoso é extremamente corrosivo, devendo ser manipu- lado com extrema cautela. Para obtermos solução mais diluída, sempre devemos colocar quantidades muito pequenas de ácido na água, com agitação e de preferência com o frasco em que está se processando a diluição imerso num banho de gelo (veja a foto). Se esse procedimento for feito de forma contrária, a água (menos densa) poderá ficar “retida” na superfície do ácido. Isso geraria um calor tão intenso que poderia causar “explosão” (ebulição violenta da água), espalhando ácido e causando um grave acidente. Você entendeu a leitura? s é r g io d o t ta j r ./c id H2SO4 é extremamente corrosivo. O contato com pele, olhos e mucosas causa graves lesões. Sua manipulação é perigosa e só deve ser feita por profissional treinado. ATenÇÃo 1 Explique com suas palavras o porquê da seguinte orien tação: para obtermos solução mais diluída, sempre devemos colocar quan- tidades muito pequenas de ácido na água, com agitação e de preferência com o frasco em que está se processando a diluição imerso num banho de gelo. 6 2 1 L da solução de concentração em quantidade de matéria igual a 18 mol ? L21 foi transformado por diluição em 6 L de solução aquosa de H2SO4. Que volume de solução aquosa de NaOH de concentração em quantidade de matéria igual a 3 mol ? L21 é necessário para neu- tralizar 100 mL da solução ácida resultante da diluição? Moderna plus 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 6 Estequiometria envolvendo soluções aquosas revIse, relACIone e resolvA w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r Sugestão de encaminhamento 1. Revise a nomenclatura de sais e de hidróxidos (bases). Escreva a fórmula do nitrato de chumbo (II) e do hidróxido de bário. 2. Revise as reações de dupla troca com formação de precipitado. Equacione a reação entre o nitrato de chumbo (II) e o H2S, na qual um produto é o precipitado mencionado, o PbS. Não se esqueça de balancear corretamente a equação. 3. Recorde o cálculo estequiométrico. Usando os coeficientes da equação balanceada, estabeleça a relação entre mols de H2S e mols de PbS e, a partir dela, a relação entre mols de H2S e massa de PbS (consulte a tabela periódica). Usando a massa de PbS fornecida, calcule a quantidade em mols de H2S presente na amostra gasosa. 4. Sabendo que essa massa estava presente em 10 L, responda o item a. 5. Agora, recorde as reações de óxidos ácidos e, a seguir, responda o item b. Lembre-se de que um enunciado deve ser lido e relido até total compreensão. (UFRJ) Uma amostra de 10 L de um gás contendo N2, H2S, CH4 e CO2 foi borbulhada em dois tubos, em sequência, como ilustra a figura a seguir. O tubo 1 continha uma solução aquosa de nitrato de chumbo (II) e o tubo 2, uma solução aquosa de hidróxido de bário. Todo o H2S presente na amostra reagiu no tubo 1. a) No tubo 1, ocorreu a formação de um precipitado, identificado como PbS, que, após ser lavado e secado, apresentou 2,39 g de massa. Determine a concentração de H2S na amostra de gás, expressa em mol/L. b) No tubo 2, observou-se a formação de um precipitado de cor branca. Escreva a reação que ocorreu nesse tubo. Gás de entrada Gás de saída Tubo 1 Tubo 2 2Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 1 Parte I Unidade A Capítulo 3 Concentração em quantidade de matéria química química na abordagem do cotidiano tito Canto 1 4 ? 1019 g 2 2 3,4 ? 104 L ResPostAs do InfoRme-se sobRe A QUímICA 2Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 1 química química na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 4 outras expressões de concentração 1 Alternativa D. 2 Alternativa C. 3 Alternativa A. 4 Alternativa D. 5 a) A: náilon — menos denso, flutua na solução. B: policarbonato — mais denso, afunda na solução. b) 23,8 g de NaC, por 100 g de água. 6 a) 400 L b) 1,79 ? 103 mol c) H2SO4 1 2 NaOH # Na2SO4 1 2 H2O 7 a) 4 HNO3 # 4 NO2 1 2 H2O 1 O2 HNO3 # H1 1 NO32 b) M ? M1 5 d ? Tm Substituindo nessa expressão os valores fornecidos, chega-se a: d 5 1,4 ? 103 g/L 5 1,4 g/mL ResPostAs do InfoRme-se sobRe A QUímICA luz 2Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 1 química química na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 5 Diluição e mistura de soluções sem reação 1 O ácido é adicionado à água em pequenas quantidades e com agi- tação para que o calor liberado nessa reação não provoque sérios acidentes. 2 2 0,2 L ResPostAs do InfoRme-se sobRe A QUímICA Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto exercícios adicionais Parte i Unidade a capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas seção 3 1 (UFG-GO) As instruções da bula de um medica- mento usado para reidratação estão resumidas no quadro a seguir. Modo de usar: dissolva o conteúdo do envelope em 500 mL de água. composição: cada envelope contém cloreto de potássio 75 mg citrato de sódio di-hidratado 145 mg cloreto de sódio 175 mg glicose 10 g a) Calcule a concentração de potássio, em mg/L, na solução preparada segundo as instruções da bula. b) Quais são as substâncias do medicamento que explicam a condução elétrica da solução do medicamento? Justifique sua resposta. Comentário dos autores: Atente bem ao item a. Ele solicita a concentração apenas do K1 (aq). 2 (Mackenzie-SP) Têm-se cinco recipientes con- tendo soluções aquosas de cloreto de sódio. É correto afirmar que: a) o recipiente 5 contém a solução menos con- centrada. b) o recipiente 1 contém a solução mais con- centrada. c) somente os recipientes 3 e 4 contêm soluções de igual concentração. d) as cinco soluções têm a mesma concentra- ção. e) o recipiente 5 contém a solução mais con- centrada. 1 V � 2 L msal � 0,5 g 2 V � 3 L msal � 0,75 g 3 V � 5 L msal � 1,25 g 4 V � 8 L msal � 2,0 g 5 V � 10 L msal � 2,5 g 1 V � 2 L msal � 0,5 g 2 V � 3 L msal � 0,75 g 3 V � 5 L msal � 1,25 g 4 V � 8 L msal � 2,0 g 5 V � 10 L msal � 2,5 g 3 (Enem-MEC) Os acidentes de trânsito, no Brasil, em sua maior parte são causados por erro do motorista. Em boa parte deles, o motivo é o fato de dirigir após o consumo de bebida alcoólica. A ingestão de uma lata de cerveja provoca uma concentração de aproximadamente 0,3 g/L de álcool no sangue. A tabela abaixo mostra os efeitos sobre o corpo humano provocados por bebidas alcoólicas em função de níveis de con- centração de álcool no sangue: Concentração de álcool no sangue (g/L) Efeitos 0,1 — 0,5 Sem influência aparente, ainda que com alterações clínicas 0,3 — 1,2 Euforia suave, sociabilidade acentuada e queda da atenção 0,9 — 2,5 Excitação, perda de julgamento crítico, queda da sensibilidade e das reações motoras 1,8 — 3,0 Confusão mental e perda da coordenação motora 2,7 — 4,0 Estupor, apatia, vômitos e desequilíbrio ao andar 3,5 — 5,0 Coma e morte possível (Revista Pesquisa FAPESP, no 57, setembro 2000) Uma pessoa que tenha tomado três latas de cerveja provavelmente apresenta a) queda de atenção, de sensibilidade e das reações motoras. b) aparente normalidade, mas com alterações clínicas. c) confusão mental e falta de coordenação motora. d) disfunção digestiva e desequilíbrio ao andar. e) estupor e risco de parada respiratória. 4 (PAS-USP) Os gráficos a seguir mostram a presença de álcool, detectada no sangue de 3 homens adultos, que pesam, em média, 75 kg. As curvas ilustram como seria a variação da concentração de álcool no sangue, em função do tempo, após a ingestão de cerveja. Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 22químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto a) 1 hora, 1 hora e meia, 2 horas. b) 1 hora e meia, 2 horas, 4 horas. c) 2 horas, 3 horas, 4 horas. d) 2 horas, 4 horas, 5 horas e meia. e) 3 horas, 5 horas, 7 horas. Parte i Unidade a capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas seção 3 Tendo em vista que a concentração máxima de álcool no sangue permitida pela legislação brasileira para motoristas é 0,6 g/L, o indivíduo que bebeu após o jantar e o que bebeu em jejum só poderão dirigir após, aproximadamente, a) uma hora e uma hora e meia, respectiva- mente. b) três horas e meia hora, respectivamente. c) três horas e quatro horas e meia, respectiva- mente. d) seis horas e três horas, respectivamente. e) seis horas, igualmente. Comentário dos autores: Esse exercício é anterior a uma resolução do Contran, que reduziu o limite aceitável de álcool no sangue do motorista para “zero”. 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Tempo (minutos) 2 latas de cerveja C A S (g /L ) 0 100 200 300 400 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Tempo (minutos) 3 latas de cerveja C A S (g /L ) 0 100 200 300 400 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Tempo (minutos) 4 latas de cerveja C A S (g /L ) 0 100 200 300 400 500 Tempo após ingestão 1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 2 3 4 5 6 7 Ingestão de álcool g/L horas Á lc oo l n o sa ng ue após o jantarem jejum 5 (Enem-MEC) Após a ingestão de bebidas alcoó- licas, o metabolismo do álcool e sua presença no sangue dependem de fatores como peso corporal, condições e tempo após a ingestão. O gráfico mostra a variação da concentração de álcool no sangue de indivíduos de mesmo peso que beberam três latas de cerveja cada um, em diferentes condições: em jejum e após o jantar. Escolha a alternativa que indica quanto tempo leva, aproximadamente, para que a concentração de álcool detectada no sangue volte a ser inferior a 0,1 g/L após o consumo, de forma ininterrupta, de 2, 3 e 4 latas de cerveja, respectivamente. caS 5 Concentração de álcool no sangue. 1 lata 5 350 mL (Revista Pesquisa FAPESP, no 57, setembro 2000) Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto exercícios adicionais Parte i Unidade a capítulo 2 Expressando a concentração das soluções aquosas seção 4 6 (UFJF) Uma solução de amoníaco (hidróxido de amônio) é prepara- da a partir da dissolução do gás amônia em água, de acordo com a seguinte reação: NH3 (g) 1 H2O (,) F NH4OH (aq) F NH14 (aq) 1 OH2 (aq) a) A solução comercial de hidróxido de amônio tem d 5 0,91 g /cm3. Qual é a massa da solução, em gramas, que corresponde a 1,5 L dessa solução? b) O que aconteceria se adicionássemos algumas gotas de uma solução de fenolftaleína à solução comercial de hidróxido de amônio? c) Classifique a ligação N k H, do NH3, quanto a sua polaridade. Es- creva a fórmula de Lewis ou fórmula eletrônica do íon amônio. d) A reação entre o hidróxido de amônio e o ácido carbônico forma o carbonato de amônio e água. Escreva a fórmula do carbonato de amônio e a qual função inorgânica ele pertence. 7 (PUC-PR) O Brasil é o maior produtor de suco de laranja do mundo, com um volume de aproximadamente 1,2 milhão de toneladas por ano. Um composto de grande interesse bioquímico presente nesse suco é o ácido ascórbico ou vitamina C (C6H8O6). De acordo com o químico Linus Pauling (Prêmio Nobel em Química, em 1954), com uma ingestão diária de 10 g dessa vitamina, observaríamos um grande efeito de longevidade devido às suas propriedades antioxidantes. No entanto, o ácido ascórbico presente no suco de laranja pode ser facilmente oxidado pelo oxigênio do ar segundo a reação: 3 HO O O HO OH ácido ascórbico OH � O2 # O O OHHO HO � �H2O ácido deidroascórbico O OHO• 2 radical ascorbato HO OH O O Desconsiderando esse processo oxidativo e levando-se em conta que cada 100 g de suco de laranja apresenta, em média, 40 mg de ácido ascórbico, qual seria a quantidade de suco de laranja (d 5 1,12 g ? mL21) a ser consumida diariamente para a obtenção da dose sugerida por Pauling? a) 2,5 L. b) 10 kg. c) 22,3 L. d) 5 laranjas. e) 1 400 mg. Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 3 Parte I Unidade A Capítulo 3 Concentração em quantidade de matéria Seção 1.2 química química na abordagem do cotidiano tito Canto2 s 14 (PUC-RS) Para responder a esta questão, analise as concentrações dos íons abaixo, que estão expressas em mg/L no rótulo de uma garrafa de água mineral. 1 – Nitrato (NO3 2) 5 6,0 2 – Sódio (Na1) 5 18,0 3 – Cálcio (Ca21) 5 20,0 A ordem crescente das concentrações dos íons presentes na água mineral, em mol/L, é a) 1, 2, 3. c) 2, 1, 3. e) 3, 1, 2. b) 1, 3, 2. d) 2, 3, 1. 15 (Mackenzie-SP) Estudo realizado pela Faculdade de Odontologia da USP de Bauru encontrou em água engarrafadas, comercializadas na cidade de São Paulo, níveis de flúor acima do permitido pela lei. Se consumido em grande quantidade, o flúor provoca desde manchas até buracos nos dentes. A concentração máxima de íons fluoreto na água para beber é de 4,2 ? 1025 mol/L, quantidade essa que corresponde aproximadamente a Dado: massa molar do flúor: 19 g/mol a) 4,2 ? 1022 mg/L. d) 1,9 ? 1024 mg/L. b) 2,2 ? 1022 mg/L. e) 8,0 ? 1021 mg/L. c) 1,6 ? 1021 mg/L. 16 (Fatec-SP) Pacientes com anemia nutricional por carência de ferro recebem suplemento de ferro gratuitamente nos postos de saúde. Na embalagem de um suplemento de ferro lê-se que em cada copo medida (20 mL) há 27,8 mg de sulfato ferroso hepta-hidratado. A concentração, em mol/L, de íons Fe12 (aq) nesse suplemento é, aproximadamente, Dados: Massas molares (g/mol): H 5 1; O 5 16; S 5 32; Fe 5 56 a) 2,0 ? 1021. c) 5 ? 1023. e) 3 ? 1025. b) 2,5 ? 1022. d) 4 ? 1024. (UFPel-RS) O texto abaixo serve como subsídio para responder à questão 17. Um dos problemas para a agricultura é o solo salino (aquele que pode ter sido coberto por oceano em eras geológicas passadas). O exces- so de sal diminui o potencial de crescimento da planta, pois a energia destinada ao seu desenvolvimento passa a ser usada na resis- tência ao ambiente salino e, se a concentração superar certos limites (variáveis de acordo com a espécie), pode levar à morte do vegetal. Cientistas têm se preocupado com o problema e conseguido resultados animadores na obtenção de híbridos resistentes — é o caso do tomate selvagem, tolerante ao sal hibridizado, com o tomate cultivado. O resultado dessas alterações genéticas, que criam novas espécies, é curioso: plantas que crescem em solo salino são mais doces, isso porque, sendo as concentrações de sais elevadas, a planta tenta eliminá-las produ- zindo substâncias osmoticamente ativas. Por exemplo: a beterraba e o melão são mais doces quando plantados em solos salinos. COELHO, Marcos de A. Geografia Geral, Pesquisa com solo salino visa erradicar fome. São Paulo: Moderna, 1992. (adaptado) 17 (UFPel-RS) Ao dizer que solo salino é aquele que pode ter sido coberto por oceanos em eras geológicas passadas, o texto sugere que o sal em maior quantidade, nesse tipo de solo, é o NaC,, pois a concentração de sais na água do mar é de 35 g/L, sendo, aproximadamente, 80% desses sais na forma de cloreto de sódio. Sobre a concentração de NaC, na água do mar, considere as afirmativas: I. Se os íons Na1 e C,2 da água desse mar forem apenas os provenientes do NaC,, então a concentração molar do Na1 é igual à do íon cloreto. II. Se os íons Na1 e C,2 da água desse mar forem apenas os provenientes do NaC,, então a concentração comum (g/L) do Na1 é inferior à do íon cloreto. III. A concentração comum do NaC, desse mar é de 28 g/L. IV. A concentração molar de íons na água desse mar é aproximadamente de 0,96 mol/L. Estão corretas apenas as afirmativas a) I, II e IV. b) III e IV. c) I, II e III. d) II e IV. e) I e III. 18 (Enem-MEC) Para testar o uso do algicida sulfato de cobre em tanques para criação de camarões, estudou-se, em aquário, a resistência desses organismos a diferentes concentrações de íons cobre (representados por Cu21). Os gráficos relacionam a mortandade de camarões com a concentração de Cu21 e com o tempo de expo- sição a esses íons. 1,7 24 96 167Tempo de exposição (horas) GRÁFICO II Concentração de íons Cu2� que causa 50% de mortalidade dos camarões (mg/L) 20 0, 2 40 60 80 100 Tempo de exposição = 14h 0, 7 0, 4 1 2 5 10 20 40 60 10 060402010754321 % de camarões mortos GRÁFICO I Concentração de íons Cu2� (mg/L) Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 4 Parte I Unidade A Capítulo 3 Concentração em quantidade de matéria Seção 1.2 química química na abordagem do cotidiano tito Canto2 Adaptado de VOWLES, P. D. & CONNELL, D. W. Experiments in environmental chemistry — a laboratory manual. Oxford: Pergamon Press, 1980. Se os camarões utilizados na experiência fossem introduzidos num tanque de criação contendo 20.000 L de água tratada com sulfato de cobre, em quantidade suficiente para for- necer 50 g de íons cobre, estariam vivos, após 24 horas, cerca de a) 1/5. c) 1/2. e) 3/4. b) 1/4. d) 2/3. 19 (PUC-RJ) Água potável é a água considerada apropriada para consumo humano. Água mi- neral natural são águas provenientes de fontes naturais, própria para consumo humano, de- vendo ter características higiênicas naturais. A análise de uma água mineral natural apre- sentou o seguinte laudo no que se refere à sua composição: Composição química (mg/L) Estrôncio 0,067 Cálcio 17,48 Magnésio 6,54 Potássio 3,50 Sódio 8,74 Sulfatos 5,64 Bicarbonatos 103,7 Fluoretos 0,191 Nitratos 0,47 Cloretos 0,79 Fosfatos 0,09 Com auxílio da tabela periódica dos elementos e com as informações contidas no laudo, é correto afirmar que: a) átomos de estrôncio, cálcio e magnésio pos- suem somente um elétron na camada de valência. b) a maioria dos sais contendo íons potássio e sódio são muito pouco solúveis em água. c) uma garrafa contendo 300 mL de água mine- ral contém 1,69 g de SO4 22. d) a concentração em quantidade de matéria do bicarbonato (HCO3 2) é 1,7  1023 mol ? L21. e) fluoretos são espécies que possuem oxigênio em sua composição química. 1,7 24 96 167Tempo de exposição (horas) GRÁFICO II Concentração de íons Cu2� que causa 50% de mortalidade dos camarões (mg/L) 20 0, 2 40 60 80 100 Tempo de exposição = 14h 0, 7 0, 4 1 2 5 10 20 40 60 10 060402010754321 % de camarões mortos GRÁFICO I Concentração de íons Cu2� (mg/L) Moderna plus w w w .m o d e rn a p lu s .c o m .b r 12químicaquímica na abordagem do cotidiano tito canto Parte I Unidade A Capítulo 4 outras expressões de concentração Seção 1.4 ReSPoStASexeRCíCIo AdICIonAIS 1 (Acafe-SC) A partir da análise de uma amostra de vinagre (solução aquosa de ácido acético), um químico anotou, no rótulo de uma embalagem, a seguinte informação: 4% em v. Esse dado representa que: a) há 4 mL de ácido acético em 1 L de água. b) para cada 100 unidades volumétricas de água, 4 unidades correspondem ao ácido acético. c) há 4 mg de ácido acético em 1 L de água. d) para cada 100 unidades volumétricas de vinagre, 4 unidades correspondem ao ácido acético. e) o ácido acético é concentrado. 2 (Enem-MEC) Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água (em volume). As densidades desses com- ponentes são dadas na tabela. Substância Densidade (g/L) Água 1.000 Álcool 800 Um técnico de um órgão de defesa do consu- midor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas. Colheu uma amostra do produto em cada posto e mediu a densidade de cada uma, obtendo: Posto Densidade do combustível (g/L) I 822 II 820 III 815 IV 808 V 805 A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado so- mente os postos: a) I e II. d) III e V. b) I e III. e) IV e V. c) II e IV. 3 (PUC-RS) O fluoreto de sódio é um dos com- ponentes dos cremes dentais, pois inibe a desmineralização dos dentes, tornando-os menos sensíveis às cáries. Um determinado dentista recomendou a um paciente que fi- zesse bochechamento diário com a solução 0,1% (m/v) de fluoreto de sódio. A solução sugerida apresenta uma concentra- ção, em mol/L, de, aproximadamente, a) 0,012. d) 0,050. b) 0,024. e) 0,100. c) 0,043. Comentário dos autores: A indicação “0,1% (m/v)” significa que a massa de soluto (g) dividida pelo volume de solução (mL) é igual a 0,001. 4 (Ufes) Ao ser ingerido, o cianeto se distribui rapidamente pelos tecidos do corpo humano, ligando-se à hemoglobina. Um dos antídotos utilizados é o nitrito de sódio. Em uma pessoa intoxicada por cianeto, foram administrados intravenosamente 10 mL de nitrito de sódio a 3% p/v. A quantidade de nitrito de sódio, em mg, administrada a essa pessoa foi de: a) 10. d) 300. b) 30. e) 600. c) 100. Comentário dos autores: A indicação “3% p/v” significa que a massa de soluto (g) dividida pelo volume de solução (mL) é igual a 0,03. 5 (PUC-MG) A concentração em mol/L dos íons sódio (Na1), presentes numa solução 5,3% p/v de carbonato de sódio, é igual a: a) 0,2. b) 0,5. c) 1,0. d) 2,0. 6 (UFSCar-SP) Para o combate da dengue, as Secre- tarias de Saúde orientam as pessoas para que não deixem água parada em vasos e plantas; estas devem ser regadas com solução de água sanitária contendo cerca de uma colher de sopa de água sanitária por litro de água. Um litro de água sanitária contém cerca de 0,34 mol de hipoclorito de sódio (NaOC,). Qual é o teor percentual em massa de NaOC, (massa molar 74,5 g/mol) na água sanitária que tem densidade igual a 1,0 g/mL? c o r t e s ia d o m in is t é r io d a s a ú d e / b ib li o t e c a v ir t u a l