Nome: _________________________________________________ nº: ________ Bimestre: 2º Ano/série: 2ª série _____ Ensino: Médio Componente Curricular: Química Professor: Ricardo Honda Data: ____ /____ /____ Resolução da Lista de exercícios de Química nº 10 Revisão para a 2ª Avaliação: Diluição, Mistura de soluções e Titulação Diluição de soluções 1. Aqueceu-se um frasco contendo uma solução aquosa de CuSO4 5 · 10–2 mol/L. O aquecimento foi interrompido quando restavam 100 mL de uma solução aquosa de CuSO4 1,2 mol/L. Determine o volume da solução inicial e o volume da água perdida pelo aquecimento. ɱi ∙Vi = ɱf ∙ Vf 5 ∙ 10-2 ∙ Vi = 1,2 ∙ 100 Vi = 2400 mL Vágua perdida = 2400 – 100 Vágua perdida = 2300 mL 2. (UFPI) – A uma amostra de 100 mL de NaOH de concentração 20 g/L foi adicionada água suficiente para completar 500 mL. A concentração, em g/L, dessa nova solução é igual a: a) 2. b) 3. c) 4. d) 5. e) 8. Ci ∙Vi = Cf ∙ Vf 20 ∙ 100 = Cf ∙ 500 Cf = 4 g/L Mistura de soluções de mesmo soluto e mesmo solvente 7. Um volume de 200 mL de uma solução aquosa de glicose (C6H12O6) de concentração igual a 60 g/L foi misturada a 300 mL de uma solução de glicose de concentração igual a 120 g/L. Determine a concentração, em g/L, da solução final. Método 1 * Frasco A: 200 mL de C6H12O6 (aq) 60 g/L: 60 g de C6H12O6 ---------- 1 L de solução x ---------- 0,2 L de solução x = 12 g de C6H12O6 * Frasco B: 300 mL de C6H12O6 (aq) 120 g/L: 120 g de C6H12O6 ---------- 1 L de solução y ---------- 0,3 L de solução y = 36 g de C6H12O6 * Misturando-se o conteúdo do frasco A com o do frasco B, obtém-se uma massa total de 48 g de C6H12O6 dissolvidos em 500 mL (0,5 L) de solução. Assim, a concentração da solução final será: 3. (UERJ) – Diluição é uma operação muito empregada no nosso diaa-dia, quando, por exemplo, preparamos um refresco a partir de um suco concentrado. Considere 100 mL de determinado suco em que a concentração do soluto seja de 0,4 mol/L. O volume de água, em mL, que deverá ser acrescentado para que a concentração do soluto caia 48 g C 96 g/L para 0,04 mol/L, será de: 0,5 L a) 1000. b) 900. c) 500. d) 400. ɱi ∙Vi = ɱf ∙ Vf 0,4 ∙ 100 = 0,04 ∙ Vf Vf = 1000 mL Método 2 Vágua adicionado = 1000 – 100 Vágua adicionado = 900 mL Cm ∙ Vm = CI ∙ VI + CII ∙ VII Cm ∙ 500 = 60 ∙ 200 + 120 ∙ 300 4. (EEM-SP) – Como proceder para preparar um litro de uma solução Cm = 96 g/L de um sal de concentração 0,5 g/L dispondo de outra solução, do 8. Uma solução aquosa 2 mol/L de NaCl de volume 50 mL foi mesmo sal, de concentração 2,5 g/L? misturada a 100 mL de uma solução aquosa de NaCl 0,5 mol/L. Ci ∙Vi = Cf ∙ Vf 2,5 ∙ Vi = 0,5 ∙ 1 Vi = 0,2 L = 200 mL Para preparar 1 litro dessa solução 0,5 g/L, adiciona-se 800 mL de Calcule a concentração em mol/L da solução resultante. Método 1 água a 200 mL de solução 2,5 g/L. * Frasco A: 50 mL de NaCl (aq) 2 mol/L: 5. (UFV-MG) – O conteúdo de etanol (C2H5OH) em uma cachaça é de 2 mol de NaCl ---------- 1 L de solução x ---------- 0,05 L de solução 460 gramas por litro. Misturou-se 1,0 litro desta cachaça com 1,0 litro x = 0,10 mol de NaCl de água. (Dado: MC2H5OH = 46 g/mol) a) Calcule a quantidade de matéria (número de mol) de etanol * Frasco B: 100 mL de NaCl (aq) 0,5 mol/L: 0,5 mol de NaCl ---------- 1 L de solução (C2H5OH) na solução resultante. y ---------- 0,1 L de solução 1 mol de C2H5OH ---------- 46 g de C2H5OH y = 0,05 mol de NaCl x ---------- 460 g de C2H5OH * Misturando-se o conteúdo do frasco A com o do frasco B, obtém-se x = 10 mol de C2H5OH um total de 0,15 mol de NaCl dissolvidos em 150 mL (0,15 L) de b) Calcule a concentração de etanol na solução resultante, em mol/L. solução. Assim, a concentração da solução final será: ɱ = 10 mol / 2 L ɱ = 5 mol/L 6. Um laboratorista dispõe de solução 2 mol/L de H2SO4 e precisa de uma solução 0,5 mol/L desse ácido. (Dados: H = 1, O = 16, S = 32) a) Determine que volume da solução inicial ele deve diluir para obter 200 mL da solução desejada. ɱi ∙Vi = ɱf ∙ Vf 2 ∙ Vi = 0,5 ∙ 200 Vi = 50 mL b) Calcule a massa em gramas de H2SO4 presente nos 200 mL da solução desejada. 0,5 mol de H2SO4 ---------- 1000 mL da solução x ---------- 200 mL da solução x = 0,1 mol de H2SO4 1 mol de H2SO4 ---------- 98 g de H2SO4 0,1 mol de H2SO4 ---------m m = 9,8 g de H2SO4 c) Determine a concentração da solução inicial em gramas/litro. ɱi = 2 mol/L Ci = 196 g/L Μ 0,15 mol 1 mol/L 0,15 L Método 2 ɱm ∙ Vm = ɱI ∙ V I + ɱII ∙ V II ɱm ∙ 150 = 2 ∙ 50 + 0,5 ∙ 100 ɱm = 1 mol/L 9. Para originar uma solução de concentração igual a 120 g/L, qual é o volume, em litros, de uma solução aquosa de CaCl2 de concentração 200 g/L que deve ser misturado a 200 mL de uma outra solução aquosa de CaCl2 de concentração igual a 100 g/L? Método 1 * Frasco A: V L de CaCl2 (aq) 200 g/L: 200 g de CaCl2 ---------- 1 L de solução x ---------- V L de solução x = 200 ∙ V g de CaCl2 * Frasco B: 200 mL de CaCl2 (aq) 100 g/L: 100 g de CaCl2 ---------- 1 L de solução y ---------- 0,2 L de solução y = 20 g de CaCl2 * Misturando-se o conteúdo do frasco A com o do frasco B, obtém-se um total de (200 ∙ V + 20) g de CaCl2 dissolvidos em (V + 0,2) L de solução. Como a concentração da solução final será igual a 120 g/L, temos que: C (200.V 20) g 120 g/L (V 0,2) L V = 0,05 L = 50 mL da solução aquosa de CaCl2 120 g/L. Método 2 Cm ∙ Vm = CI ∙ VI + CII ∙ VII 120 ∙ (V I + 200) = 200 ∙ V I + 100 ∙ 200 VI = 50 mL = 0,05 L 10. (FESP) – O volume de uma solução de hidróxido de sódio 1,5 mol/L que deve ser misturado a 300 mL de uma solução 2 mol/L da mesma base, a fim de torná-la solução 1,8 mol/L, é: a) 200 mL. b) 20 mL. c) 2000 mL. d) 400 mL. e) 350 mL. Método 1 * Frasco A: V L de NaOH (aq) 1,5 mol/L: 1,5 mol de NaOH ---------- 1 L de solução x ---------- V L de solução x = 1,5 ∙ V mol de NaOH * Frasco B: 300 mL de NaOH (aq) 2 mol/L: 2 mol de NaOH ---------- 1 L de solução y ---------- 0,3 L de solução y = 0,6 mol de NaOH * Misturando-se o conteúdo do frasco A com o do frasco B, obtém-se um total de (1,5 ∙ V + 0,6) mol de NaOH dissolvidos em (V + 0,3) L de solução. Como a concentração da solução final será igual a 1,8 mol/L, temos que: M (1,5.V 0,6) mol 1,8 mol/L (V 0,3) L V = 0,2 L = 200 mL da solução aquosa de NaOH 1,8 mol/L. Método 2 ɱm ∙ Vm = ɱI ∙ V I + ɱII ∙ V II 1,8 ∙ (V I + 300) = 1,5 ∙ V I + 2 ∙ 300 VI = 200 mL 11. (UFOP-MG) – Em um balão volumétrico de 1000 mL, juntaram-se 250 mL de uma solução 2,0 mol/L de ácido sulfúrico com 300 mL de uma solução 1,0 mol/L do mesmo ácido e completou-se o volume até 1000 mL com água destilada. Determine a molaridade da solução resultante. Solução A: 2,0 mol de H2SO4 ---------- 1000 mL de solução x ---------- 250 mL de solução x = 0,5 mol de H2SO4 Solução B: 1,0 mol de H2SO4 ---------- 1000 mL de solução y ---------- 300 mL de solução y = 0,3 mol de H2SO4 Portanto, ɱsolução resultante = (0,5 + 0,3) mol / 1 L ɱsolução resultante = 0,8 mol/L Titulação ácido-base 12. (UnB-DF) – Calcule o volume, em litros, de uma solução aquosa de ácido clorídrico de concentração 1,00 mol/L necessário para neutralizar 20,0 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração 3,00 mol/L. * Equação da reação de neutralização: 1 HCl (aq) + 1 NaOH (aq) → 1 NaCl (aq) + 1 H2O (l) * Número de mols de NaOH contidos em 20 mL de NaOH (aq) 3,00 mol/L: 3,00 mol de NaOH ---------- 1 L de solução x ---------- 0,020 L de solução x = 0,06 mol de NaOH * Como a proporção estequiométrica entre HCl e NaOH é de 1:1, temos que 0,06 mol de HCl reagiram. * Cálculo do volume de HCl (aq) 1,00 mol/L utilizado: 1,00 mol de HCl ---------- 1 L de solução 0,06 mol de HCl ---------V V = 0,06 L de HCl (aq) 1,00 mol/L * Como a proporção estequiométrica entre NaOH e H2SO4 é de 2:1, temos que 0,25 mol de H2SO4 reagiram. * Cálculo do volume de H2SO4 (aq) 1,00 mol/L utilizado: 1,00 mol de H2SO4 ---------- 1 L de solução 0,25 mol de H2SO4 ---------V V = 0,25 L de H2SO4 (aq) 1,00 mol/L 14. (UFPR) – Necessita-se preparar uma solução de NaOH 0,1 mol/L. Dadas as massas atômicas: Na = 23, O = 16 e H = 1, pergunta-se: a) Qual é a massa de NaOH necessária para se preparar 500 mL desta solução? * Cálculo do número de mols de NaOH necessário para se preparar 500 mL de solução: 0,1 mol de NaOH ---------- 1 L de solução x ---------- 0,5 L de solução x = 0,05 mol de NaOH * Cálculo da massa de NaOH necessária para se preparar 500 mL de solução: 1 mol de NaOH ---------- 40 g de NaOH 0,05 mol de NaOH ---------m m = 2 g de NaOH b) A partir da solução 0,1 mol/L de NaOH, como é possível obter 1 L de solução NaOH, porém, na concentração 0,01 mol/L? ɱi ∙ Vi = ɱf ∙ Vf 0,1 ∙ Vi = 0,01 ∙ 1 Vi = 0,1 L = 100 mL Adiciona-se 900 mL de água em 100 mL de solução aquosa de NaOH 0,1 mol/L. c) Qual o volume de HCl 0,05 mol/L necessário para neutralizar 10 mL de solução 0,1 mol/L de NaOH? Justifique suas respostas mostrando os cálculos envolvidos. * Equação da reação de neutralização: 1 HCl (aq) + 1 NaOH (aq) → 1 NaCl (aq) + 1 H2O (l) * Número de mols de NaOH contidos em 10 mL de NaOH (aq) 0,1 mol/L: 0,1 mol de NaOH ---------- 1 L de solução x ---------- 0,010 L de solução x = 0,0010 mol de NaOH * Como a proporção estequiométrica entre HCl e NaOH é de 1:1, temos que 0,0010 mol de HCl reagiram. * Cálculo do volume de HCl (aq) 0,05 mol/L utilizado: 0,05 mol de HCl ---------- 1 L de solução 0,0010 mol de HCl ---------V V = 0,02 L = 20 mL de HCl (aq) 0,05 mol/L 15. (VUNESP) – O eletrólito empregado em baterias de automóvel é uma solução aquosa de ácido sulfúrico. Uma amostra de 7,50 mililitros da solução de uma bateria requer 40,0 mililitros de hidróxido de sódio 0,75 mol/L para sua neutralização completa. a) Calcule a concentração molar do ácido na solução da bateria. * Equação da reação de neutralização: 1 H2SO4 (aq) + 2 NaOH (aq) → 1 NaCl (aq) + 1 H2O (l) * Número de mols de NaOH contidos em 40 mL de NaOH (aq) 0,75 mol/L: 0,75 mol de NaOH ---------- 1 L de solução x ---------- 0,040 L de solução x = 0,03 mol de NaOH * Como a proporção estequiométrica entre H2SO4 e NaOH é de 1:2, temos que 0,015 mol de H2SO4 reagiram. * Cálculo da concentração de H2SO4 (aq) utilizado: 0,015 mol de H2SO4 ---------- 7,5 mL de solução ɱ ---------- 1000 mL de solução ɱ = 2 mol/L b) Escreva a equação balanceada da reação de neutralização total do ácido, fornecendo os nomes dos produtos formados. H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O (produtos: sulfato de sódio e água) 16. (FMMT) – Calcule a massa de NaOH necessária para neutralizar totalmente uma solução de 2 L de HBr 0,4 mol/L. (Dada a massa molar do NaOH = 40 g/mol) * Equação da reação de neutralização: 1 HBr (aq) + 1 NaOH (aq) → 1 NaBr (aq) + 1 H2O (l) * Número de mols de HBr contidos em 2 L de HBr (aq) 0,4 mol/L: 0,4 mol de HBr ---------- 1 L de solução x ---------- 2 L de solução x = 0,8 mol de HBr 13. (UFMG) – O hidróxido de sódio (NaOH) neutraliza completamente * Como a proporção estequiométrica entre HBr e NaOH é de 1:1, temos que 0,8 mol de NaOH reagiram. o ácido sulfúrico (H2SO4), de acordo com a equação: * Cálculo da massa de NaOH utilizada: 2 NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + 2 H2O O volume, em litros, de uma solução de H2SO4, 1,0 mol/L que reage 1 mol de NaOH ---------- 40 g de NaOH 0,8 mol de NaOH ---------m com 0,5 mol de NaOH é: m = 32 g de NaOH a) 4,00. b) 1,00. c) 0,25. d) 2,00. e) 0,50. 17. (UNA-MG) – Um tablete de antiácido contém 0,450 g de hidróxido de magnésio. O volume de solução de HCl 0,100 mol/L (aproximadamente a concentração de ácido no estômago), que corresponde à neutralização total do ácido pela base, é: (Dada a massa molar de Mg(OH)2 = 58 g/mol) a) 300 mL. b) 0,35 L. c) 78 mL. d) 0,1 L. e) 155 mL. * Equação da reação de neutralização: 2 HCl (aq) + 1 Mg(OH)2 (aq) → 1 MgCl2 (aq) + 2 H2O (l) * Número de mols de Mg(OH)2 correspondente a 0,450 g: 1 mol de Mg(OH)2 ---------- 58 g de Mg(OH)2 x ---------- 0,450 g de Mg(OH)2 x = 0,00776 mol de Mg(OH)2 * Como a proporção estequiométrica entre HCl e Mg(OH)2 é de 2:1, temos que 0,01552 mol de HCl reagiram. * Cálculo do volume de HCl (aq) 0,100 mol/L utilizado: 0,100 mol de HCl ---------- 1 L de solução 0,01552 mol de HCl ---------V V = 0,1552 L = 155,2 mL de HCl (aq) 0,100 mol/L 18. (UFCE) – Um lote originado da produção de vinagre é submetido ao controle de qualidade, quanto ao teor de ácido acético (CH3COOH). Uma amostra de 50 mL do vinagre é titulada com hidróxido de sódio (NaOH) aquoso. São consumidos 10 mL de NaOH 0,01 mol/L para encontrar o ponto final de titulação com fenolftaleína. Calcule a concentração em mol/L de ácido acético no vinagre. H3CCOOH + NaOH → H3CCOONa + H2O * Número de mols de NaOH contidos em 10 mL de NaOH (aq) 0,01 mol/L: 0,01 mol de NaOH ---------- 1 L de solução x ---------- 0,010 L de solução x = 0,0001 mol de NaOH * Como a proporção estequiométrica entre H3CCOOH e NaOH é de 1:1, temos que 0,0001 mol de H3CCOOH reagiram. * Cálculo da concentração de H3CCOOH (aq) no vinagre: 0,0001 mol de H3CCOOH ---------- 50 mL de vinagre ɱ ---------- 1000 mL de vinagre ɱ = 0,002 mol/L Gabarito: 1. Vinicial = 2400 mL; Vágua perdida = 2300 mL; 2. C; 3. B; 4. Adicionar 800 mL de água a 200 mL da solução; 5. a) 10 mol; b) 5 mol/L; 6. a) 50 mL; b) 9,8 g; c) 196 g/L; 7. 96 g/L; 8. 1 mol/L; 9. 0,05 L; 10. A; 11. 0,8 mol/L; 12. 0,06 L; 13. C; 14. a) 2 g; b) Adicionar 900 mL de água a 100 mL da solução 0,1 mol/L; c) 20 mL; 15. a) 2 mol/L; b) H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O (produtos: sulfato de sódio e água); 16. 32 g; 17. E; 18. 0,002 mol/L.