setor 1322
13220509
13220509-SP
Aula 35
RELAÇÕES ENTRE VÁRIOS TIPOS DE CONCENTRAÇÃO
Tipo de
concentração
Expressão
algébrica
m1
V
g/L; g/mL, etc
n1
V
mol/L
Comum
C=
Em mol/L
=
Porcentagem
em massa
de soluto
(Título)
Exercícios
Unidades
τ = m1
1. Deduzir a relação:
C = d* τ
onde
C = conc. comum (g/L)
d* = densidade (g/L)
τ = Título (% massa de soluto).
––
m
As conversões entre esses tipos de concentração podem ser
C=
m1
⇒ m1 = CV
V
τ=
m1
⇒ m1 = τm
m
feitas:
CV = τm
• Admitindo-se 1,0 L de solução.
• Através da expressão de conversão.
C = 1000 d τ = M1
C=τ
C ⇒ g/L
d ⇒ g/mL
m
V
C = d* τ
Para soluções muito diluídas em relação a um determinado soluto, é útil expressar a concentração desse soluto em
p.p.m.
1,0 ppm
⇒
1,0 parte em um milhão de partes.
1,0 ppm
(em massa)
1,0 ppm
(em volume)
1,0 g(soluto) –– 106 g (solução)
2. Qual a diferença entre as expressões
C = dτ e C = 1000 dτ ?
1,0 L(soluto) –– 106 L (solução)
A concentração p.p.m. em volume é particularmente útil
para soluções gasosas.
Exemplo:
0,8 ppm em volume de CO no ar significa:
0,8 L (CO)
C=dτ
C = 1000 d τ
mesmas
unidades
g/L
g/mL
106 L de ar
Comentário
A concentração p.p.b. significa “partes por bilhão”.
Assim,
1,0 ppb de Hg2+ na água significa:
1,0 g de Hg2+ ––––––– 109 g (um bilhão) de solução
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74
ANGLO VESTIBULARES
3. Considere que uma “solução de bateria” típica apresente
d = 1,3 g/mL e 38% em massa de H2SO4.
Determine a concentração do ácido:
a) em gramas por litro
b) em mols por litro
(H2SO4 = 98)
5. Um vinagre contém ácido acético na concentração
0,8 mol/L.
Qual a massa desse ácido em cada litro de vinagre?
(ácido acético = 60)
1L
–––––––––– 0,8 mol de ácido acético
1 mol –––––––––– 60 g
0,8 mol –––––––––– m
m = 48 g
Para V = 1000 mL de solução, teremos:
1 mL ––––––– 1,3 g solução
d = 1,3 g/mL
1000 mL ––––––– m
m = 1300 g de solução
massa de H2SO4 = m1 = 38% de 1300 g
1300 g ––––––––– 100% m = 494 g
1
m1 ––––––––– 38%
n = 5 mols
9 ppm
Respostas: a) 494 g/L
b) 5 mols/L
2ª- resolução:
C = 1000 d τ
38
C = 1000 (1,3) ⋅
100
x=
1 mol H2SO4 ––––––––– 98 g
n
––––––––– 494 g
6. Segundo a CETESB, o ar contendo 9,0 ppm de CO é considerado regular. Qual a porcentagem em massa do CO no
ar?
9 g CO ––– 106 g ar
x ––– 100%
9 ⋅ 100
10 6
= 9 ⋅ 10 – 4%
C = 494 g/L
C = ηηM1
ηη =
C
494 g/L
=
= 5 mol/L
M1
98 g/mol
4. Um soro caseiro para hidratação infantil foi produzido
pela dissolução de 5,85 g de NaC e 102,6 g de sacarose,
em água suficiente para um litro de soro.
Determine a concentração molar de cada soluto no soro.
(NaC = 58,5; sacarose = 342)
NaC
1 mol ––––––––– 58,5 g
n ––––––––– 5,85 g
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO
n = 0,1 mol
1 mol ––––––––– 342 g
Sacarose
n ––––––––– 102,6 g
Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)
Caderno de Exercícios — Unidade III
n = 0,3 mol
Tarefa Mínima
Logo
•
[NaC] = 0,1 mol/L
[Sacarose] = 0,3 mol/L
Tarefa Complementar
•
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Resolva os exercícios 55 e 58, série 1.
75
Resolva os exercícios 56, 57 e 59, série 1.
ANGLO VESTIBULARES
Aula 36
DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES
2. Qual volume de água deveremos adicionar a 60 cm3 de
solução de NaC de concentração 40 g/L tal que a concentração diminua para 5,0 g/L?
Diluir uma solução significa acrescentar solvente a esta solução.
Com isto, veremos que:
a) A quantidade de soluto permanece constante.
b) O volume da solução aumenta.
c) A concentração (, τ, C) diminui.
CV = C’ V’
40 ⋅ 60 = 5 V’
V’ = 480 cm3
V(adic) = 480 – 60 = 420 cm3
adicionando
solvente
τ
C
m1 = constante
n1 = constante
solução
mais
diluída
3. A 100 mL de solução 0,5 M de H2SO4 adicionou-se 400 mL
de água. Qual a concentração final em mols/L?
’ τ’ τ
ηηV = ηη’ V’
0,5 ⋅ 100 = ηη’ ⋅ 500
ηη’ = 0,1 mol/L
C’ C
Exercícios
1. Deduzir as expressões para diluição:
a) C V (antes) = C’ V’ (depois)
b) V (antes) = ’ V’ (depois)
a) C =
4. Qual volume de água deverá evaporar de 600mL de solução
0,1 M de glicose, tal que a concentração aumente para
0,3 M?
m1
⇒ m1 = CV
V
ηηV
=
ηη’ V’
(início)
(final)
(0,1 M) (600 mL) = (0,3 M) V’
V’ = 200 mL (solução final)
Volume a ser evaporado: 600 mL – 200 mL = 400 mL
m1 (antes da diluição) = m1’ (após)
Logo, substituindo:
CV = C’V’
n
b) ηη = 1 ⇒ n1 = ηηV
V
n1 (antes) = n1’ (depois)
ou
ηηV = ηη’V’
5. Como deverá ser diluída uma solução para que a concentração diminua de 1,0 mol/L para 0,2 mol/L?
ηηV = ηη’ V’
1,0 V = 0,2 V ’
V’
1,0
=
=5
V
0,2
O volume deve aumentar 5 vezes.
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ANGLO VESTIBULARES
6. Qual será a nova porcentagem em massa de H2SO4 se acrescentarmos 600 g de água destilada a 400 g de “água de
bateria” contendo 38% do ácido?
τ=
m1
m
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO
Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)
Caderno de Exercícios — Unidade III
⇒ m1 = τm
Tarefa Mínima
m1 = m’1 ⇒ τm = τ’m’
•
Substituindo:
38
⋅ 400 = τ’ (400 + 600)
100
Resolva os exercícios 62 a 65, série 1.
Tarefa Complementar
•
Resolva os exercícios 66 a 69, série 1.
τ’ = 0,152 ou 15,2%
Aula 37
MISTURAS DE SOLUÇÕES SEM REAÇÃO QUÍMICA
• Para misturas de mesmo soluto, devemos considerar os volumes e as quantidades de solutos das soluções iniciais.
2. Como deveremos misturar duas soluções de KBr de concentrações 1,0mol/L e 2,0mol/L, para obtermos 200mL de solução 1,4mol/L?
Neste tipo de mistura, devemos adicionar os volumes e
as quantidades de soluto das soluções iniciais.
n'1
n''1
+
ηη’ V + ηη” V” = ηηV
1,0 ⋅ V’ + 2,0 ⋅ V”= 1,4 ⋅ 200
1,0 V’ + 2,0 (200 – V’) = 280
V’ = 120 mL
V” = 200 – V’
V” = 80 mL
n1 = n'1 + n''1
=
m'1
m''1
m1 = m'1 + m''1
V'
V''
V = V' + V''
• Para misturas de solutos diferentes e que não reagem entre si,
deve-se apenas considerar a diluição de cada soluto em relação
ao volume final da mistura.
3. 400 mL de solução 0,6 mol/L de NaNO3 foram misturados
com 600 mL de solução 1,4 mol/L de KC.
Determine a concentração molar de cada sal na mistura final.
Exercícios
Diluição do NaNO3
+
(1ª- solução)
’’ V’’
(2ª- solução)
=
V
Antes
(solução final)
ηη = 0,6 M depois
’ V’
V = 400 mL
ηηV = ηη’V
ηη = n1 ⇒ n1 = ηηV
ηη’ = ?
1. Em uma mistura de soluções de mesmo soluto, deduzir que
V’ = 400 + 600 =
= 1000 mL
0,6 ⋅ 400 = ηη’ ⋅ 1000
V
ηη’ = 0,24 mol/L
n’1 + n”1 = n1
Diluição do KC
ηηV = ηη’ V’
(1,4 M) (600 mL) = ηη’ (1000 mL)
Logo, ηη’ V + ηη” V” = ηηV
ηη’ = 0,84 mol/L
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ANGLO VESTIBULARES
4. Em qual proporção deverão estar os volumes de soluções de
NaOH a 40g/L e 20g/L, tal que, quando misturadas, originem uma solução de concentração 25g/L?
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO
Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)
C’V’ + C”V” = CV
40 V’ + 20 V” = 25(V’ + V”)
40 V’ + 20V” = 25 V’ + 25 V”
40 V – 25 V’ = 25 V” – 20 V”
15 V’ = 5 V”
V’’
15
=
=3
V’
5
Caderno de Exercícios — Unidade III
Tarefa Mínima
•
Resolva os exercícios 70 e 71, série 1.
Tarefa Complementar
•
Resolva os exercícios 72 a 76, série 1.
Aula 38
MISTURAS DE SOLUÇÕES COM REAÇÃO QUÍMICA
2. 15 0 mL de solução 1,0 mol/L de HC foram adicionados a
250 mL de solução 1,0 mol/L de NaOH.
a) Calcule a massa de sal produzido.
(Na = 23, C = 35,5)
a) Escrever e balancear a equação química da reação ocorrida.
b) Determinar o número de mols de cada reagente.
c) Determinar o número de mols do produto indicado no enunciado (cálculo estequiométrico).
HC {n = 1,0 ⋅ 0,15 = 0,15 mol
NaOH {n = 1,0 ⋅ 0,25 = 0,25 mol
Exercícios
1. 100 mL de solução 1,5 mol/L de KC foram adicionados a
200 mL de solução 0,50 mol/L de AgNO3.
HC + NaOH ⎯→ NaC + H2O
1 : 1 :
1
: 1
0,15 0,25
0,15
0,15
a) Calcule a massa do precipitado. (AgC)
NaC
KC {n = ηη ⋅ V = 1,5 ⋅ 0,1 = 0,15 mol
AgNO3 {n = 0,5 ⋅ 0,2 = 0,10 mol
m=n⋅M
m = 0,15 ⋅ 58,5 = 8,8g
b) Determine a concentração molar do excesso de reagente.
KC + AgNO3 ⎯→ AgC + KNO3
1 : 1
:
1
:
1
0,15 0,10
0,10
0,10
V(final) = 400 mL = 0,4 L
excesso (NaOH) = 0,1 mol
n
0,1
ηη = V = 0,4 = 0,25 mol/L
m=n⋅M
AgC
(Ag = 108, C = 35,5)
m = 0,10 ⋅ 143,5
m = 14,35 g
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO
Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)
b) Calcule a concentração molar do excesso de reagente.
Caderno de Exercícios — Unidade III
V(total) = 0,1 + 0,2 = 0,3 L
excesso (KC) = 0,15 – 0,10 = 0,05 mol
Tarefa Mínima
n
0,05
=
= 0,17 mol/L
[KC] =
V
0,3
•
Resolva os exercícios 50 e 51, série 1.
Tarefa Complementar
•
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78
Resolva os exercícios 78 e 80, série 1.
ANGLO VESTIBULARES
Aula 39
TITULAÇÃO DE SOLUÇÕES
Titulação: técnica utilizada para determinação da concentração
de uma solução.
A titulação usa habitualmente uma bureta e um erlenmeyer.
0
bureta
4. Uma amostra de 5,0g de soda cáustica (NaOH impuro) foi
dissolvida em água suficiente para 100mL de solução. Um
técnico pipetou 25mL dessa solução e titulou com solução
1,0M de HC. Foram consumidos 20mL da solução ácida
nesse processo. Determine o teor de NaOH na soda cáustica.
(Na = 23, O = 16, H = 1)
Titulante
Volume gasto na titulação.
Cálculo de ηη se a amostra (5,0 g) fosse 100%
NaOH:
m
5
ηη = 1 =
= 1,25 M
M1V
40 ⋅ 0,1
Solução de concentração conhecida.
erlenmeyer
Titulado
Solução com concentração desconhecida.
Cálculo de ηη pela titulação:
ηηBVB = ηηAVA
Volume conhecido.
ηηB ⋅ (25 mL) = (1,0 M) ⋅ (20 mL)
O processo termina quando o reagente do erlenmeyer for
consumido completamente.
ηηB = 20 = 0,8 M
25
Exercícios
Cálculo do teor de NaOH soda cáustica
1,25 M
100% NaOH
0,8 M
p
p = 64%
NaOH — HC
1
: 1
nB = nA
1. 50 mL de solução aquosa de NaOH foram titulados com
25 mL de solução 0,2 M de HC. Determine a concentração
molar da solução básica.
no
final
Logo, ηηBVB = ηηAVA
ηηB50 = 0,2 ⋅ 25
ηηB = 0,1 mol/L
2. Em uma titulação ácido-base, o processo termina no instante
neutra
em que a solução do erlenmeyer ficar
.
3. 100mL de solução de H2SO4 foram titulados com 30mL de
solução 0,5M de KOH. Qual a concentração molar da solução
ácida?
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO
H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + H2O
1 : 2
nbase = 2nácido
Livro 2 — Unidade I (Cap. 1)
Caderno de Exercícios — Unidade III
ηηBVB = 2ηηAVA
0,5 ⋅ 30 = 2ηηA ⋅ 100
ηηA = 0,075 mol/L
Tarefa Mínima
•
Tarefa Complementar
•
ALFA-5 ★ 850750509
Resolva os exercícios 79 e 85, série 1.
79
Resolva os exercícios 82, 83 e 84, série 1.
ANGLO VESTIBULARES
Aula 40
NÚMERO DE OXIDAÇÃO (NOX)
2. Complete a tabela abaixo:
Número de Oxidação (Nox) é a carga que o átomo teria se
estivesse participando de uma ligação iônica. Pode ser um
valor real ou teórico.
Espécie Química
Nox de cada átomo
H+
+1
H–
–1
O2–
–2
Fe2+
+2
Fe3+
+3
Cu+
+1
Cu2+
+2
N 3–
–3
C –
–1
REGRAS PRÁTICAS
Em substâncias simples, cada átomo terá Nox = Zero
Em substâncias
compostas
H → Nox = + 1
O → Nox = – 2
Família 1 → Nox = + 1
Família 2 → Nox = + 2
∑Nox = Zero
Íons monoatômicos {Nox = carga
Íons poliatômicos
{ ∑Nox = carga
3. Determine o Nox de cada átomo:
A → + 3
Substâncias compostas
Ag → + 1
Zn → + 2
EXCEÇÕES
I) Hidretos metálicos
F
cada
átomo
+1
–1
total
+1
–1
H → Nox = – 1
O → Nox = – 1
II) Peróxidos
H
Exercícios
1. Complete a tabela abaixo:
H3
P
O3
cada
átomo
+1
+3
–2
total
+3
+3
–6
H4
P2
O7
cada
átomo
+1
+5
–2
total
+4
+ 10
– 14
Espécie Química
Nox de cada átomo
H2
zero
O2
zero
N2
zero
cada
átomo
+5
–2
Cgraf
zero
total
+5
–8
Cdiam
zero
S8 (rômbico)
zero
S8 (monoclínico)
zero
P4
zero
ALFA-5 ★ 850750509
P
80
O43 –
Cr2
O72–
cada
átomo
+6
–2
total
+ 12
– 14
ANGLO VESTIBULARES
N
5. Determine o Nox de cada átomo em Fe2(SO4)3.
H4+
cada
átomo
–3
+1
total
–3
+4
Como (SO4) tem carga (–2), o íon (Fe) terá carga (+3)
Fe3 +
+3
4. Assinale qual composto é um peróxido.
Na2
O
cada
átomo
+1
–2
total
+2
–2
Na2
Resposta: Fe → + 3
S → +6
O → –2
→ óxido
O2
cada
átomo
+1
–1
total
+2
–2
Ba
SO –42
6 –2
+6 –8
→ peróxido
O2
cada
átomo
+2
–1
total
+2
–2
ORIENTAÇÃO DE ESTUDO
→ peróxido
Livro 2 — Unidade I (Cap. 7)
Caderno de Exercícios — Unidade III
Tarefa Mínima
Ba
O
cada
átomo
+2
–2
total
+2
–2
ALFA-5 ★ 850750509
•
Resolva os exercícios 1 a 4, série 6.
→ óxido
Tarefa Complementar
•
81
Resolva os exercícios 5 a 8, série 6.
ANGLO VESTIBULARES