OK - Lista 02 - IME & ITA - Soluções e Diluição.

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FÍSICO - QUÍMICA – IME & ITA – SOLUÇÕES E DILUIÇÃO - PROF. GRILLO Questão 01 – (ITA) Para preparar 80 litros de uma solução aquosa 12% (massa/massa) de KOH (massa específica = 1,10 g/cm³) foram adicionados x litros de uma solução aquosa 44% (massa/massa) de KOH (massa específica = 1,50 g/cm³) e y litros de água deionizada (massa específica = 1,00 g/cm³). Os valores de x e y são, respectivamente: a) 12 L e 68 L; b) 16 L e 64 L; c) 30 L e 50 L; d) 36 L e 44 L; e) 44 L e 36 L. Questão 02 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) A soma das concentrações dos íons presentes em uma solução preparada a partir da dissolução completa de 1,25 gramas de sulfato cúprico penta-hidratado em volume de água suficiente para completar 500 mL de solução, expressa em mmol/L, é de aproximadamente: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 Questão 03 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Para neutralizar 1,0 mL de ácido clorídrico com pH = 4,0, o volume necessário de hidróxido de sódio com pOH = 5,0 é igual a: a) 8 mL b) 10 mL c) 16 mL d) 20 mL e) 40 mL Questão 04 – (PUC - ENGENHARIA) A) Uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) em água, a 25C, com uma percentagem em massa de soluto de 25%, apresenta uma densidade de 1,1783 g/mL. Calcule a molaridade desta solução. Resposta: 3,00 mol.l-1. B) Uma outra solução aquosa de ácido sulfúrico 0,750 M possui uma densidade de 1,046 g/mL à 20C. Calcule a fração molar do soluto e a molalidade desta solução. Resposta: XH2SO4 = 0,014 e 0,771 molal. Questão 05 - (OLIMPÍADA DE QUÍMICA DO RIO DE JANEIRO) O ácido nítrico concentrado é uma solução aquosa de concentração 65,0 % (m/m). Se a densidade da solução é de 1,40 g/cm3, a concentração desta solução, em mol/l, é: a) 8,75 b) 10,3 c) 14,4 d) 22,2 e) 34,2 Questão 06 – (ITA) O volume, em litros, de uma solução 0,30 molar de sulfato de alumínio que contém 3,0 mols de cátion alumínio é: a) 2,50 b) 3,3 c) 5,0 d) 9,0 e) 10,0 Gabarito: Determinação do número de moles de sulfato de alumínio, a partir do número de moles de cátion alumínio: Reação de dissociação do sulfato de alumínio: Al2(SO4)3 (S) → 2 Al+3 (aq) + 3 (SO4)-3(aq). 1 mol -------- 2 moles n ------------- 3 moles n = 1,50 moles de sulfato de alumínio. Determinação do volume de sal:

Sabendo que a molaridade é definida como sendo: M = n/volume, logo: Volume = 1,50/0,30 = 5,0 litros. Questão 07 – (OLIMPÍADA AMERICANA DE QUÍMICA) What is the molarity of KI in a solution that is 5.00% KI by mass and has a density of 1,038 g.cm-3? a) 0.0301 mol.L-1 b) 0.313 mol.L-1 c) 0.500 mol.L-1 d) 0.625 mol.L-1 Questão 30% em peso é: a) b) c) d) e)

08 – (UFF) A solução de certo sal tem a concentração de peso. A massa de água necessária para diluí-la a 20% em 25 gramas 75 gramas 50 gramas 100 gramas 150 gramas

Questão 09 – (ITA) Qual o valor da massa de sulfato de ferro (III) anidro que deve ser colocada em um balão volumétrico de 500 mL de capacidade para obter uma solução aquosa 20 milimol/L em íons férricos após completar o volume do balão com água destilada? a) 1,50 g b) 2,0 g c) 3,0 g d) 4,0 g e) 8,0 g Gabarito: Reação de dissociação do sulfato de ferro (III) - Fe2(SO4)3: Fe2(SO4)3 → 2 Fe+3 + 3 (SO4)-2 1 mol -------- 2 mol M ------------- 20 x 10-3 mol/L M = Molaridade = 10-2 mol/L. Cálculo da massa molecular do sal: Massa Molecular = 2 x 56 + 3 x 32 + 12 x 16 = 400 g/mol. Determinação da massa do referido sal: M = n/V M = m / (M.M.) x V 10-2 mol/L x 400 g/mol x 0,50 L = Massa Massa do soluto (sal) = 2,0 gramas. Questão 10 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Determinou-se em uma solução aquosa, a presença dos seguintes íons: Na+, Cl- e SO42-. Se, nesta solução, as concentrações dos íons Na+ e SO42- são, respectivamente, 0,05 mol/L e 0,01 mol/L, a concentração, em mol/L, de íons Cl- será: a) 0,01 b) 0,02 c) 0,03 d) 0,04 e) 0,05 Gabarito: Para que a solução apresente uma neutralidade elétrica, é necessário que o número de cargas positivas seja igual ao número de cargas negativas. Com isso, teremos a seguinte relação matemática, representada por uma equação de primeiro grau: x. [Na+] = y. [Cl-] + z. [SO42-], onde x, y e z são as cargas elétricas dos respectivos íons. 1 x 0,05 = 1 x [Cl-] + 2 x 0,01 [Cl-] = 0,03 mol/L.

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Questão 11 – (ITA) O ácido nítrico concentrado encontrado no comércio tem 67% em massa de HNO3. Que massa dessa solução deve ser usada para preparar 1 litro de uma solução 1,0 mol/L de ácido nítrico? Gabarito: Molaridade do ácido nítrico: 1,0 Molar. Massa Molecular do ácido nítrico: MM(g/mol) = 1 x 1 + 1 x 14 + 3 x 16 = 63 g/mol. Determinação da massa do ácido: massa = M x (MM) x V = 1,0 x 63 x 1 = 63 gramas. Logo, a massa de solução será: 67 gramas de ácido ---------------- 100 gramas de solução 63 gramas de ácido ---------------- X X = 94,03 gramas de solução. Questão 12 – (ITA) Um litro de uma solução aquosa contém 0,30 mols de íons Na+, 0,28 mols de íons Cl–, 0,10 mols de íons SO42– e x mols de íons Fe3+. A concentração de íons Fe3+ (em mol/L) presentes nesta solução é: a) 0,03 b) 0,06 c) 0,08 d) 0,18 e) 0,26 Gabarito: A solução resultante deve estar eletricamente neutra. “Solução não dá choque” (Mestre Nelson)”. CARGA (+) + CARGA (-) = 0. Em 1,0L de solução, temos: 0,30 mol de íons Na+ corresponde a 0,30 mol de cargas + 0,28 mol de íons Cl– corresponde a 0,28 mol de cargas – 0,10 mol de íons SO2–4 corresponde a 0,20 mol de cargas – x mol de íons Fe3+ corresponde a 3x mol de cargas + Logo: Total de cargas (+) = (0,30 + 3x) mol Total de cargas (–) = (0,28 + 0,20) mol 0,30 + 3x = 0,48 x = 0,06 [Fe3+] = 0,06 mol/L. Questão 13 – (TREINAMENTO EM QUÍMICA) Determine a molaridade de uma solução de um ácido H2X (massa molar = 160 g/mol), para o qual se sabe: d = 1,40 kg / L; % (m) H2X = 60%. Gabarito: - Dados do problema:  1,40 kg de solução --------------------- 1,0 litro de solução  60 gramas de soluto ------------------- 100 gramas de solução - Cálculos: Sabendo que a molaridade de uma solução é definida como sendo M = MassaH2X / ˂MM>H2X x Vsolução, logo temos: - Cálculo do volume da solução: 1400 g de solução --------------------- 1,0 litro de solução 100 gramas de solução --------------- Volume de solução Volume de solução = 1 /14 litros de solução. - Cálculo da concentração molar (mol x L-1): M = {60 / 1/14 x 160} = 5,25 molar. Questão 14 – (TREINAMENTO EM QUÍMICA) Para realizar uma experiência são necessários 250 cm³ de solução aquosa de HCl 2,15 mol/L (densidade = 1,02 g/cm³). a) Quais são as massas de soluto e solvente necessárias? b) Qual será a molalidade da solução? Gabarito: a) Sabendo que a densidade é a razão da massa da solução pelo volume da solução. Então: d = m/V Massa da solução = 1,02 x 250 = 255 gramas. Massa da solução = massa do soluto + massa do solvente - Cálculo da massa do soluto: Molaridade = Massa do soluto / (Volume da solução x ˂MM>) Massa do soluto = 2,15 x 0,250 x 36,50 = 19,62 gramas. Massa da solução = 255 g = massa do soluto + massa do solvente 255 g – 19,62 g = massa do solvente Massa do solvente = 235,38 gramas.

b)

Sabendo que a molalidade é definida como sendo a razão do número de mol do soluto por quilograma de solvente. Molalidade = {(19,62/36,50) / 0,23538 = 2,28 molal.

AS QUESTÕES 15, 16 E 17 REFEREM-SE AO SEGUINTE PROBLEMA PRÁTICO: (ITA) Precisamos prepara 500 mL de uma solução 0,30 molar em Fe2(SO4)3. O sal disponível é o Fe2(SO4)3.9 H2O. Esta solução é preparada colocando a quantidade correta do sal sólido num balão volumétrico de 500 mL e acrescentando água, aos poucos, até que todo sal esteja dissolvido. Após isso, continua-se a colocar água até atingir a marca existente no balão. Questão 15 - A quantidade, em mol, de Fe2(SO4)3.9H2O utilizado é: a) 0,10 b) 0,15 c) 0,30 d) 0,60 e) 0,90 Gabarito: - Cálculo da massa molecular do composto: Fe2(SO4)3.9 H2O: Massa molecular: 2 x 56 + 3 x 32 + 12 x 16 + 9 x 18 = 562 g/mol. - Cálculo do mol do referido composto: Molaridade = Massa do soluto / ˂MM>soluto x volume Molaridade = número de mol do soluto / x volume n = M x volume = 0,30 x 0,50 = 0,150 mol de soluto. Questão 16 - A massa em gramas, do Fe2(SO4)3.9H2O utilizado é: a) 60 b) 63 c) 84 d) 120 e) 169 Gabarito: - Cálculo da massa molecular do composto: Fe2(SO4)3.9 H2O: Massa molecular: 2 x 56 + 3 x 32 + 12 x 16 + 9 x 18 = 562 g/mol. - Cálculo do mol do referido composto: Molaridade = Massa do soluto / ˂MM>soluto x volume Massa = 0,30 x 562 x 0,50 = 84,30 gramas de soluto. Questão 17 - A concentração, em mol/L, de íons sulfato em solução será: a) 0,10 b) 0,15 c) 0,30 d) 0,60 e) 0,90 Gabarito: - Reação de dissociação do sulfato de ferro: Fe2(SO4)3 → 2 Fe+3 + 3 SO4-2 1 mol de Fe2(SO4)3 -------------- 3 SO4-2 0,150 mol ----------------------------- X X = 0,45 mol de íons ferro. - Cálculo da concentração molar de íons sulfato: M = 0,450 / 0,50 = 0,900 molar. Questão 18 – (RUSSELL) 10,60 gramas de cloreto de amônio estão dissolvidos em 152,40 gramas de água. Se a densidade da solução é 1,02 g/mL, determine a concentração molar do NH4Cl. Resposta: 1,24 molar. Questão 19 – (RUSSELL) Uma quantidade de etanol com uma massa de 54,60 gramas é misturada com 75,40 gramas de água para formar uma solução tendo uma densidade de 0,931 g.mL-1. A partir desta informação, determine (a) a molaridade; (b) concentração mássica e (c) molalidade. Resposta: (a) 8,50 molar; (b) 391,03 g/L; (c) 15,74 molal.

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Questão 20 - (APOSTILA ELITE) Calcule a molalidade de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, com densidade de 1,05 g/cm³. Resposta: 9,56 x 10-2 molal. Questão 21 - (APOSTILA ELITE) Uma solução de ácido sulfúrico tem densidade de 1,60 g/cm³ e é 88% em massa de H2SO4. Qual a concentração molar e a normalidade dessa solução? Resposta: 14,37 molar e 28,73 normal.

Questão 28 – (PUC - ENGENHARIA) A) Uma solução de ácido sulfúrico (H2SO4) em água, a 25C, com uma percentagem em massa de soluto de 25%, apresenta uma densidade de 1,1783 g/mL. Calcule a molaridade desta solução. Resposta: 3,00 molar. B) Uma outra solução aquosa de ácido sulfúrico 0,750 M possui uma densidade de 1,046 g/mL à 20C. Calcule a fração molar do soluto e a molalidade desta solução. Resposta: XH2SO4 = 0,014 e 0,771 molal.

Questão 22 - (OLIMPÍADA DE QUÍMICA DO RIO DE JANEIRO) 20 mL de uma solução de 0,100 Molar de nitrato de bário foram misturados com 30 mL de uma solução 0,400 Molar de nitrato de amônio . A concentração de nitrato na solução resultante é: a) 0,100 mol.L-1 b) 0,250 mol.L-1 c) 0,280 mol.L-1 d) 0,320 mol.L-1 e) 0,400 mol.L-1 Questão 23 - (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Quando se mistura 200 mL de uma solução a 5,85% (m/v) de cloreto de sódio com 200 mL de uma solução de cloreto de cálcio que contém 22,20 gramas do soluto e adiciona-se 200 ml de água, obtém-se uma nova solução cuja concentração de íons cloreto é de: a) 0,10 mol/L b) 0,20 mol/L c) 1,0 mol/L d) 2,0 mol/L e) 3,0 mol/L Questão 24 - (OARQ) Em um laboratório se preparam duas soluções, uma de sulfato de sódio e outra de nitrato de sódio, dissolvendo-se 9,00 gramas de soluto para obter 100 cm³ de solução. Uma delas tem concentração igual a 1,059 mol/dm³. De qual solução se trata? Resposta: Trata-se do nitrato de sódio. Questão 25 - (ITA) Uma determinada solução contém apenas concentrações apreciáveis das seguintes espécies iônicas: 0,10 mol/L de H+ (aq), 0,15 mol/L de Mg+2 (aq), 0,20 de Fe+3 (aq) 0,20 mol/L de SO4-2(aq) e x mol/L de Cl-(aq). Pode-se afirmar que o valor de x é igual a: a) 0,15 mol.L-1 b) 0,20 mol.L-1 c) 0,30 mol.L-1 d) 0,40 mol.L-1 e) 0,60 mol.L-1 Questão 26 - (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) A soma das concentrações dos íons presentes em uma solução preparada a partir da dissolução completa de 1,25 gramas de sulfato cúprico penta-hidratado em volume de água suficiente para completar 500 mL de solução, expressa em mmol/L, é de aproximadamente: a) 10 b) 20 c) 30 d) 40 e) 50 Questão 27 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Para neutralizar 1,0 mL de ácido clorídrico com pH = 4,0, o volume necessário de hidróxido de sódio com pOH = 5,0 é igual a: a) 8 mL b) 10 mL c) 16 mL d) 20 mL e) 40 mL

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