Química – Frente I
Vitor Terra
Lista 7 – Soluções – Concentração de Soluções
RESUMO
EXERCÍCIOS DE REVISÃO
Os exercícios de revisão estão resolvidos no
final da lista.
Vamos adotar a seguinte convenção:
- quantidades relativas ao soluto possuem índice 1
Exemplo: n1 é o número de mols de soluto
- quantidades relativas ao solvente possuem índice 2
Exemplo: m2 é a massa de solvente
1. Uma determinada solução em um laboratório de
química apresenta o seguinte rótulo:
NaOH (aq) 20 g/L
500 mL
- quantidades relativas à solução não apresentam índice
Exemplo: V é o volume da solução
Concentração comum
𝑪=
Dadas as massas molares (em g/mol): H = 1, O = 16,
Na = 23, determine:
𝒎𝟏
𝑽
a) qual é o soluto;
b) qual é o solvente;
c) o volume da solução, em L;
d) a massa de soluto na solução, em g;
e) o volume de solução que deve ser separado para obter
2 g de soluto, em mL;
f) a concentração da solução, em mol/L;
g) a porcentagem em massa de soluto na solução, dado
que a densidade da água é 1,0 g/mL;
h) a densidade da solução, em g/mL.
Concentração molar ou molaridade
𝓜=
𝒏𝟏
𝒎𝟏
=
𝑽
𝑴𝟏 𝑽
Nesse caso, o volume da solução deve estar em litros (L)
Título em massa / porcentagem em massa
𝛕=
𝒎𝟏
𝒎
O título é um número adimensional entre 0 e 1. Pode ser
expresso como um número decimal, em porcentagem
(% = 10-2), em partes por milhão (ppm = 10-6) e em partes
por bilhão (ppb = 10-9).´
Exemplo: 0,00004 = 0,004 % = 40 ppm = 40000 ppb
2. (Unesp) Durante este ano (2010), no período de
vacinação contra a gripe A (H1N1), surgiram comentários
infundados de que a vacina utilizada, por conter mercúrio
(metal pesado), seria prejudicial à saúde. As autoridades
esclareceram que a quantidade de mercúrio, na forma do
composto tiomersal, utilizado como conservante, é muito
pequena. Se uma dose dessa vacina, com volume igual a
0,5 mL, contém 0,02 mg de Hg, calcule a quantidade de
matéria (em mol) de mercúrio em um litro da vacina.
Dado: Massa molar do Hg = 200 g·mol–1.
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
Tarefa mínima: 1, 2, 5, 11, 18, 19, 23, 26
Título em volume / porcentagem em volume
𝝉𝑽 =
𝑽𝟏
𝑽
Densidade da solução
𝒎 𝒎𝟏 + 𝒎𝟐
𝒅= =
𝑽
𝑽
CASD Vestibulares
Os exercícios da apostila são referentes às
seguintes aulas da frente 4:
- Aula 4 – Concentração de soluções I
- Aula 5 – Concentração de soluções II
1. (ENEM) Atividade proposta n° 10, livro 1, frente 4, aula
4, 1ª p. 96
2. (Mackenzie) Atividade proposta n° 1, livro 1, frente 4,
aula 4, 1ª p. 94
3. (Unesp) Atividade para sala n° 3, livro 1, frente 4,
aula 5, 1ª p. 98
Química – Soluções
1
4. Atividade proposta n° 5, livro 1, frente 4, aula 5,
1ª p. 99
5. (ENEM) Atividade proposta n° 1, livro 1, frente 4,
aula 5, 1ª p. 99
6. Atividade proposta n° 7, livro 1, frente 4, aula 4,
1ª p. 95/96
7. Atividade proposta n° 8, livro 1, frente 4, aula 4,
1ª p. 95/96
8. (ITA) Atividade para sala n° 2, livro 1, frente 4, aula 5,
1ª p. 98
9. (UFRJ - Adaptada) Atividade proposta n° 4, livro 1,
frente 4, aula 4, 1ª p. 95
10. Atividade para sala n° 4, livro 1, frente 4, aula 4,
1ª p. 94
11. Atividade para sala n° 2, livro 1, frente 4, aula 4,
1ª p. 93
19. (Unifesp) Em intervenções cirúrgicas, é comum
aplicar uma tintura de iodo na região do corpo onde será
feita a incisão. A utilização desse produto deve-se à sua
ação antisséptica e bactericida. Para 5 litros de etanol,
densidade 0,8 g/mL, a massa de iodo sólido, em gramas,
que deverá ser utilizada para obter uma solução que
contém 0,50 mol de I2 para cada quilograma de álcool,
será de
a) 635.
b) 508.
c) 381.
d) 254.
e) 127.
20. (Fuvest) Um estudante utilizou um programa de
computador para testar seus conhecimentos sobre
concentração de soluções. No programa de simulação, ele
deveria escolher um soluto para dissolver em água, a
quantidade desse soluto, em mol, e o volume da solução.
Uma vez escolhidos os valores desses parâmetros, o
programa apresenta, em um mostrador, a concentração
da solução. A tela inicial do simulador é mostrada a seguir.
12. (ENEM) Atividade proposta n° 9, livro 1, frente 4,
aula 5, 1ª p. 100
13. Atividade proposta n° 4, livro 1, frente 4, aula 5,
1ª p. 99
(obs: leia-se “nanogramas” em vez de “monogramas”)
14. Atividade proposta n° 10, livro 1, frente 4, aula 5,
1ª p. 100
15. (Unesp) Atividade proposta n° 6, livro 1, frente 4,
aula 4, 1ª p. 95
16. Atividade proposta n° 8, livro 1, frente 4, aula 5,
1ª p. 100
17. (Unesp) O teor de vitamina C em uma determinada
bebida de soja com sabor morango foi determinado como
sendo de 30 mg em uma porção de 200 mL. Dada a massa
molar da vitamina C, 176 g.mol-1, qual a sua concentração
nessa bebida, em mmol L-1?
a) 0,15.
b) 0,17.
c) 0,85.
d) 8,5.
e) 17.
18. (Unifesp) A contaminação de águas e solos por
metais pesados tem recebido grande atenção dos
ambientalistas, devido à toxicidade desses metais ao meio
aquático, às plantas, aos animais e à vida humana. Dentre
os metais pesados há o chumbo, que é um elemento
relativamente abundante na crosta terrestre, tendo uma
concentração ao redor de 20 ppm (partes por milhão).
Uma amostra de 100 g da crosta terrestre contém um valor
médio, em mg de chumbo, igual a
a) 20.
b) 10.
c) 5.
d) 2.
e) 1.
CASD Vestibulares
O estudante escolheu um soluto e moveu os cursores A e
B até que o mostrador de concentração indicasse o valor
0,50 mol/L Quando esse valor foi atingido, os cursores A
e B poderiam estar como mostrado em
a)
b)
d)
e)
Química – Soluções
c)
2
21. (ENEM) Diesel é uma mistura de hidrocarbonetos que
também apresenta enxofre em sua composição. Esse
enxofre é um componente indesejável, pois o trióxido de
enxofre gerado é um dos grandes causadores da chuva
ácida. Nos anos 1980, não havia regulamentação e era
utilizado óleo diesel com 13000 ppm de enxofre. Em 2009,
o diesel passou a ter 1800 ppm de enxofre (S1800) e, em
seguida, foi inserido no mercado o diesel S500 (500 ppm).
Em 2012, foi difundido o diesel S50, com 50 ppm de
enxofre em sua composição. Atualmente, é produzido um
diesel com teores de enxofre ainda menores.
Os Impactos da má qualidade do óleo diesel brasileiro. Disponível em:
www.cnt.org.br.
Acesso em: 20 dez. 2012 (adaptado).
A substituição do diesel usado nos anos 1980 por aquele
difundido em 2012 permitiu uma redução percentual de
emissão de SO3 de
a) 86,2%.
b) 96,2%.
c) 97,2%.
d) 99,6%.
e) 99,9%.
22. (ENEM) A utilização de processos de biorremediação
de resíduos gerados pela combustão incompleta de
compostos orgânicos tem se tornado crescente, visando
minimizar a poluição ambiental. Para a ocorrência de
resíduos de naftaleno, algumas legislações limitam sua
concentração em até 30 mg/kg para solo agrícola e 0,14
mg/L para água subterrânea. A quantificação desse
resíduo foi realizada em diferentes ambientes, utilizandose amostras de 500 g de solo e 100 mL de água, conforme
apresentado no quadro.
Ambiente
Resíduo de naftaleno (g)
Solo l
Solo lI
Água I
Água II
Água III
1,0 x 10-2
2,0 x 10-2
7,0 x 10-6
8,0 x 10-6
9,0 x 10-6
1 – Potássio (K+) = 35,3
2 – Sódio (Na+) = 25,2
3 – Cálcio (Ca2+) = 30,1
A ordem crescente das concentrações dos íons presentes
no leite, em mg/L, é
a) 1, 2, 3
b) 1, 3, 2
c) 2, 1, 3
d) 2, 3, 1
e) 3, 1, 2
25. (UFRGS) A dose adequada de paracetamol para uma
criança com febre é de 12 mg kg-1. Sabendo que o
paracetamol de uso pediátrico tem concentração de 200
mg mL-1 e que 20 gotas perfazem 1 mL, quantas gotas um
pediatra receitaria para uma criança que pesa 30 kg?
a) 50 gotas.
b) 36 gotas.
c) 30 gotas.
d) 20 gotas.
e) 18 gotas.
26. (UFSM-RS)
Sal, vilão ou mocinho?
Substância imprescindível ao equilíbrio das funções
orgânicas, o cloreto de sódio pode produzir efeitos
indesejados se consumido em excesso. A demanda
natural desse composto fez com que ele superasse o ouro
como valor estratégico e fosse base para remunerar o
trabalho. Tanto os íons Na+ como os Cℓ - são essenciais
para a manutenção da vida animal, controlando o volume
de líquidos e a manutenção da pressão arterial.
Fonte: Scientific American Brasil, Ano II, n. 16, p. 50, 2013. (adaptado)
O ambiente que necessita de biorremediação é o (a)
a) solo I.
b) solo II.
c) água I.
d) água II.
e) água III.
O sal apresenta inúmeras utilidades, sendo considerado o
mais antigo aditivo alimentar. Dentre os usos do NaCℓ
destaca-se o soro fisiológico, uma solução 0,9 % de
cloreto de sódio.
Com base nessas informações, e correto afirmar que a
solução é do tipo
23. (UFRGS) Soluções formadas por constituintes líquidos
costumam ter sua concentração expressa em
porcentagem de volume. Em soluções alcoólicas, essa
porcentagem é indicada em °GL (graus Gay-Lussac). No
rótulo de um vinho produzido na serra gaúcha, lê-se que
o teor de álcool (etanol) é de 13 °GL.
Isso significa que,
a) em 130 mL desse vinho, existem 100 mL de etanol.
b) em 870 mL desse vinho, existem 100 mL de etanol.
c) em 870 mL desse vinho, existem 130 mL de etanol.
d) em 1000 mL desse vinho, existem 130 mL de etanol.
e) em 1000 mL desse vinho, existem 870 mL de etanol.
CASD Vestibulares
24. (PUC-RS) Analise as concentrações dos íons abaixo,
que estão expressas, em mmol/L, no rótulo de uma
amostra de leite.
a) eletrolítica e a concentração do sal é de 0,015 mol/L
b) não eletrolítica e a concentração do sal é de 0,900 mol/L
c) eletrolítica e a concentração do sal é de 0,900 mol/L
d) não eletrolítica e a concentração do sal é de 0,154 mol/L
e) eletrolítica e a concentração do sal é de 0,154 mol/L
27. (UFG-GO) O monitoramento da concentração de
glicose (C6H12O6) plasmática é um exame clínico
importante na medicina preventiva, sendo o diagnóstico
considerado normoglicêmico (regular) quando os valores
da concentração encontram-se entre 70 e 100 mg/dL. Os
exames de dois pacientes confirmaram a concentração de
glicose em 1,8 x 10-3 mol/L (paciente 1) e 5,4 x 10-3 mol/L
Química – Soluções
3
(paciente 2). Diante destas informações, o diagnóstico dos
pacientes 1 e 2 indica, respectivamente, um quadro:
a) hipoglicêmico e hiperglicêmico.
b) hipoglicêmico e normoglicêmico.
c) normoglicêmico e hiperglicêmico.
d) normoglicêmico e hipoglicêmico.
e) hiperglicêmico e hipoglicêmico.
28. (Fuvest) Considere duas latas do mesmo refrigerante,
uma na versão "diet" e outra na versão comum. Ambas
contêm o mesmo volume de líquido (300 mL) e têm a
mesma massa quando vazias. A composição do
refrigerante é a mesma em ambas, exceto por uma
diferença: a versão comum contém certa quantidade de
açúcar, enquanto a versão "diet" não contêm açúcar
(apenas massa desprezível de um adoçante artificial).
Pesando-se duas latas fechadas do refrigerante, foram
obtidos os seguintes resultados:
Amostra
lata com refrigerante comum
lata com refrigerante “diet”
massa (g)
331,2
316,2
Por esses dados, pode-se concluir que a concentração,
em g/L, de açúcar no refrigerante comum é de,
aproximadamente,
a) 0,020
b) 0,050
c) 1,1
d) 20
e) 50
29. (Unesp) Há décadas são conhecidos os efeitos da
fluoretação da água na prevenção da cárie dentária.
Porém, o excesso de fluoreto pode causar a fluorose,
levando, em alguns casos, à perda dos dentes. Em
regiões onde o subsolo é rico em fluorita (CaF2), a água
subterrânea, em contato com ela, pode dissolvê-la
parcialmente. Considere que o VMP (Valor Máximo
Permitido) para o teor de fluoreto (F-) na água potável é
1,0 mg.L-1 e que uma solução saturada em CaF2, nas
condições normais, apresenta 0,0016 % em massa
(massa de soluto/massa de solução) deste composto, com
densidade igual a 1,0 g.cm-3. Dadas as massas molares,
em g.mol-1, Ca = 40 e F = 19, é correto afirmar que, nessas
condições, a água subterrânea em contato com a fluorita:
a) nunca apresentará um teor de F- superior ao VMP.
b) pode apresentar um teor de F- até cerca de 8 vezes
maior que o VMP.
c) pode apresentar um teor de F- até cerca de 80 vezes
maior que o VMP.
d) pode apresentar um teor de F- até cerca de 800 vezes
maior que o VMP.
e) pode apresentar valores próximos a 10-1 mol.L-1 em F-.
30. (Unifesp) O índice de gasolina em não-conformidade
com as especificações da ANP (Agência Nacional de
Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) é um dado
preocupante, já que alguns postos estavam vendendo
gasolina com mais de 85 % de álcool anidro. Todo posto
de gasolina deve ter um kit para testar a qualidade da
CASD Vestibulares
gasolina, quando solicitado pelo consumidor. Um dos
testes mais simples, o "teste da proveta", disposto na
Resolução ANP n.° 9, de 7 de março de 2007, é feito com
solução aquosa de cloreto de sódio (NaCℓ) na
concentração de 10 % p/v (100 g de sal para cada litro de
água). O teste consiste em colocar 50 mL de gasolina
numa proveta de 100 mL com tampa, completar o volume
com 50 mL da solução de cloreto de sódio, misturar por
meio de 10 inversões e, após 15 minutos de repouso,
fazer a leitura da fase aquosa. O cálculo do teor de álcool
é determinado pela expressão:
T = (A × 2) + 1, onde:
T: teor de álcool na gasolina, e
A: aumento em volume da camada aquosa (álcool e
água).
O teste aplicado em uma amostra X de gasolina de um
determinado posto indicou o teor de 53 %. O volume, em
mL, da fase aquosa obtida quando o teste foi realizado
corretamente com a amostra X foi
a)
b)
c)
d)
e)
76.
53.
40.
26.
24.
31. (ENEM) A varfarina é um fármaco que diminui a
agregação plaquetária, e por isso é utilizada como
anticoagulante, desde que esteja presente no plasma,
com uma concentração superior a 1,0 mg/L. Entretanto,
concentrações plasmáticas superiores a 4,0 mg/L podem
desencadear hemorragias. As moléculas desse fármaco
ficam retidas no espaço intravascular e dissolvidas
exclusivamente
no
plasma,
que
representa
aproximadamente 60 % do sangue em volume. Em um
medicamento, a varfarina é administrada por via
intravenosa na forma de solução aquosa, com
concentração de 3,0 mg/mL. Um indivíduo adulto, com
volume sanguíneo total de 5,0 L, será submetido a um
tratamento com solução injetável desse medicamento.
Qual é o máximo volume da solução do medicamento que
pode ser administrado a esse indivíduo, pela via
intravenosa, de maneira que não ocorram hemorragias
causadas pelo anticoagulante?
a) 1,0 mL
b) 1,7 mL
c) 2,7 mL
d) 4,0 mL
e) 6,7 mL
32. (ENEM) Todos os organismos necessitam de água e
grande parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os
processos biológicos, como respiração e fotossíntese,
exercem profunda influência na química das águas
naturais em todo o planeta. O oxigênio é ator dominante
na química e na bioquímica da hidrosfera. Devido a sua
baixa solubilidade em água (9,0 mg/L a 20 °C) a
disponibilidade de oxigênio nos ecossistemas aquáticos
estabelece o limite entre a vida aeróbica e anaeróbica.
Nesse contexto, um parâmetro chamado Demanda
Bioquímica de Oxigênio (DBO) foi definido para medir a
Química – Soluções
4
quantidade de matéria orgânica presente em um sistema
hídrico. A DBO corresponde à massa de O2 em miligramas
necessária para realizar a oxidação total do carbono
orgânico em um litro de água.
BAIRD, C. Química Ambiental. Ed. Bookman, 2005 (adaptado).
Dados: Massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16.
Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH2O e
massa molar igual a 30 g/mol) são dissolvidos em um litro
de água; em quanto a DBO será aumentada?
a) 0,4 mg de O2/litro
b) 1,7 mg de O2/litro
c) 2,7 mg de O2/litro
d) 9,4 mg de O2/litro
e) 10,7 mg de O2/litro
33. (Unesp) Uma solução foi preparada com 17,5 g de
sulfato de potássio (K2SO4) e água suficiente para obter
500 mL de solução. Determine a concentração em mol/L
dos íons potássio e dos íons sulfato na solução.
Massas molares em g/mol: K = 39, S = 32, O = 16.
34. (Unicamp) Enquanto estudavam a ficha cadastral do
vigia, Estrondosa e Rango resolveram tomar um
refrigerante. Numa tina com água e gelo havia garrafinhas
plásticas de um mesmo refrigerante "diet" e comum. O
refrigerante comum contém sacarose. O "diet" é adoçado
com substâncias que podem ser até 500 vezes mais
doces do que a sacarose. Sem se preocupar com os
rótulos, que haviam se soltado, Rango pegou duas
garrafas que estavam bem à tona, desprezando as que
estavam mais afundadas na água. Considere que um
refrigerante é constituído, essencialmente, de água e de
um adoçante, que pode ser sacarose ou outra substância,
já que, para um mesmo refrigerante, todos os outros
constituintes são mantidos constantes. A figura mostra os
dados relativos à massa de refrigerante em função do seu
volume. Sabe-se, também, que em 100 mL de refrigerante
comum há 13 g de sacarose.
35. (Unicamp) A maturação e o amaciamento da carne
bovina podem ser conseguidos pela adição de uma
solução de cloreto de cálcio di-hidratado na concentração
de 0,18 mol por litro. Obtém-se um melhor resultado
injetando-se 50 mililitros dessa solução em 1 quilograma
de carne. Concentrações mais elevadas de cloreto de
cálcio interferem no sabor e na textura da carne,
comprometendo sua qualidade.
a) Considerando o enunciado acima, que massa de
cloreto de cálcio di-hidratado seria necessária para se
obter o melhor resultado da maturação de 1 kg de carne
bovina?
b) Sabendo-se que o íon cálcio é quem ativa o sistema
enzimático responsável pelo amaciamento da carne, caso
o cloreto de cálcio di-hidratado fosse substituído por
cloreto de cálcio anidro, na mesma concentração (mol/L),
o resultado obtido no processo seria o mesmo? Responda
sim ou não e justifique sua resposta levando em conta
apenas o aspecto estequiométrico dessa substituição.
36. (Unicamp) Quando uma pessoa ingere bebida
alcoólica, cerca de 90% do álcool ingerido é absorvido no
trato digestivo, na primeira hora. Esse álcool passa para a
corrente sanguínea e é metabolizado no fígado. Sua
eliminação, no entanto, leva muito mais tempo e é isso
que torna ilegal uma pessoa dirigir nessa condição.
O gráfico abaixo mostra a concentração média de álcool
no sangue em função do tempo, após um consumo
rápido de 1, 2, 3 e 4 doses de destilado.
a) De acordo com o gráfico, se uma pessoa ingere 4 doses
de destilado, após quanto tempo a velocidade de
metabolização do álcool será maior que a velocidade da
absorção para a corrente sanguínea? Explique.
b) Um teste do bafômetro realizado duas horas após a
ingestão de destilado acusou a presença de 0,019
miligramas de álcool por litro de ar expirado por um
condutor. Considerando essas informações, e as contidas
no gráfico, determine quantas doses de destilado o
condutor havia ingerido. Justifique.
Dado: A proporção entre as concentrações de álcool
(sangue: ar expirado) é de 2300:1.
a) Qual das curvas, A ou B, corresponde ao tipo de
refrigerante escolhido por Rango? Justifique.
b) Calcule a porcentagem em massa de sacarose no
refrigerante comum. Explicite como obteve o resultado.
CASD Vestibulares
Química – Soluções
5
RESOLUÇÃO DOS EXERCÍCIOS DE
REVISÃO
1.
a) A única substância indicada no rótulo do frasco
é o NaOH. Logo, entende-se que este seja o soluto.
b) Observe o “(aq)” indicado ao lado da fórmula do
soluto. Isso indica que ele está em solução aquosa. Logo,
o solvente é a água.
c) O volume indicado no rótulo (500 mL) é o
volume da solução. Como 1 mL = 0,001 L, então o volume
da solução (em litros) é V = 0,5 L.
d) O valor “20 g/L” é a concentração comum da
solução: C = 20 g/L. Em outras palavras, existem 20 g de
NaOH para cada litro de solução. Como o volume da
solução é 0,5 L, podemos descobrir a massa de soluto
(m1) da seguinte forma:
C=
m1
V
⇒ m1 = C ⋅ V
Obs: por que 20 g/L não poderia ser a densidade
da solução? Lembre-se de que se trata de uma solução
aquosa, e a densidade da água líquida é 1000 g/L.
Considerando que o volume da solução varia muito pouco
com a adição de soluto sólido (como o NaOH), a
densidade da solução deve ser maior do que 1000 g/L.
e) Agora a questão pede qual é o volume de
solução que contém 2 g de soluto. Note que 1000 mL de
solução contêm 20 g de soluto. Logo, o volume de solução
que contém 2 g de soluto é 10 vezes menor do que
1000 mL, ou seja, 100 mL.
Alternativamente, podemos usar a expressão da
concentração comum, só que agora queremos saber qual
o volume V que contém m 1 = 2 g de soluto:
𝐕=
m1
V
⇒ V=
g) Como a densidade da água líquida é 1 g/mL, ou
1000 g/L, então 1 L de água tem 1000 g. Considerando
que o volume praticamente não se altera com a adição de
20 g de NaOH, então 1 L de solução tem 1000 g de
solvente.
Só que 1 L de solução contém 20 g de NaOH.
Assim, 1 L de solução tem 1000 g de solvente e 20 g de
soluto, ou seja 1020 g no total. Desses 1020 g, 20 g são
de NaOH. Assim, a porcentagem em massa do soluto (ou
título, dado em porcentagem) é:
𝛕=
Note que só foi possível determinar o título ao
assumir que o volume da solução é aproximadamente
igual ao volume do solvente. Essa aproximação é boa
somente para soluções diluídas, ou seja, quando a
densidade da solução é próxima da densidade do solvente
(nesse caso, é a densidade da água: 1 g/mL)
𝐝=
2. Número de mols de Hg em uma dose da vacina:
n1 =
m1
0,02 mg
2 ⋅ 10−2 ⋅ 10−3 g
=
=
= 10−7 mol
M1 200 g/mol
2 ⋅ 102 g/mol
Concentração de Hg em mol/L na vacina:
ℳ=
n1 10−7 mol
10−7 mol
=
=
= 2 ⋅ 10−4 mol/L
V
0,5 mL
0,5 ⋅ 10−3 L
Logo, 1 L da vacina contém 2 ∙ 10-4 mol de Hg.
2g
2
=
L = 0,1 L = 𝟏𝟎𝟎 𝐦𝐋
20 g/L 20
DICAS PARA OS EXERCÍCIOS
PROPOSTOS
1. Calcule a concentração de cafeína (em mg/mL,
que é a mesma coisa que g/L) de cada uma das bebidas
e veja qual é o menor valor. Por exemplo, para o café
expresso:
C=
Massa molar do NaOH:
m1 120 mg
=
= 1,5 mg/mL = 1,5 g/L
V
80 mL
2. Para achar a concentração em mg/L, é só
multiplicar a concentração em mol/L pela massa molar do
soluto (em g/mol) e passar g para mg. Veja:
M1 = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol
Logo, a concentração em mol/L é:
20 g/L
20
=
mol/L = 𝟎, 𝟓 𝐦𝐨𝐥/𝐋
40 g/mol 40
CASD Vestibulares
m 1020 g
1020 g
=
=
= 𝟏, 𝟎𝟐 𝐠/𝐦𝐋
V
1L
1000 mL
Conforme esperado, a densidade da solução é
muito próxima da densidade do solvente (1 g/mL)
m1
C
f) Para achar a concentração da solução em
mol/L, basta dividir a concentração em g/L pela massa
molar. Veja:
m1
n1
m1
C
ℳ=
=
= V =
V
M1 ⋅ V M1 M1
𝓜=
m1
20 g
=
= 0,0196 = 𝟏, 𝟗𝟔 %
m
1020 g
h) Do item anterior, 1 L de solução tem 1020 g no
total. Assim, a densidade da solução é:
𝐦𝟏 = 20 g/L ⋅ 0,5 L = 20 ⋅ 0,5 g = 𝟏𝟎 𝐠
C=
Como o soluto é o NaOH, também podemos
escrever a sua concentração em mol/L da seguinte forma:
[NaOH] = 0,5 mol/L.
C = ℳM1 = (4,2 ⋅ 10−5 mol/L) ⋅ (19 g/mol)
C = 4,2 ⋅ 19 ⋅ 10−5 g/L = 4,2 ⋅ 19 ⋅ 10−5 ⋅ 103 mg/L
Química – Soluções
6
3. Esta questão é parecida com a anterior, só que
esta pede a concentração de fluoreto de sódio, não
apenas de fluoreto. A fórmula do fluoreto de sódio é NaF,
portanto sua massa molar é 23 + 19 = 42 g/mol.
4. A substância mais tóxica é aquela que é letal na
menor concentração, ou seja, aquela que possui o menor
valor de DL50.
Atenção para as unidades: alguns valores de DL 50
estão em g/kg, outros em mg/kg. Além disso, entende-se
que g/kg signifique, nesse contexto, “g de substância por
kg de massa corpórea”.
5. O número de mols de sacarose (n1) é:
n1 =
11. Cada litro de água oxigenada 28 volumes
pode fornecer 28 L de O2 nas CNTP. Assim, os 100 L de
água oxigenada fornecem 2800 L de O2 nas CNTP. A
questão pede a massa de H2O2 necessária para obter
esse volume de O2, de acordo com a equação:
2 H2O2 → 2 H2O + O2
Segundo a equação balanceada, 2 mol de H2O2
formam 1 mol de O2. Só que a massa molar do H2O2 é
34 g/mol e o volume ocupado por 1 mol de O 2 nas CNTP
é 22,4 L.
Assim, 2∙34 g de H2O2 formam 22,4 L de O2 nas
CNTP. Como queremos saber a massa de H 2O2
necessária para formar 2800 L de O2 nas CNTP:
m1
3,42 g
=
= 0,01 mol
M1 342 g/mol
Massa de
H2O2
2∙34 g
x
Logo, a concentração em mol/L é dada por:
ℳ=
n1 0,01 mol
0,01 mol
0,01 ⋅ 103
=
=
=
mol/L
V
50 mL
50 ⋅ 10−3 L
50
6. Como as duas esferas boiaram no líquido X,
isso quer dizer que ele é o mais denso entre os três. Da
mesma forma, como as duas esferas afundaram no líquido
Y, isso quer dizer que ele é o menos denso entre os três.
7. Como os três tubos contêm a mesma massa de
líquido, então aquele que ocupa o maior volume é o líquido
de menor densidade. Da mesma forma, aquele que ocupa
o menor volume é o de maior densidade.
12. A massa máxima de aspartame que uma
pessoa de 70 kg pode consumir é:
(70 kg) ⋅ (40 mg/kg) = 2800 mg = 2,8 g
Para encontrar o número de mols, basta dividir a
massa de aspartame (2,8 g) pela massa molar (294 g/mol).
13. A única informação útil do enunciado está na
última frase. Considerando que 1 ng = 10-9 g, podemos
afirmar que:
8. Uma solução eletrolítica deve ser eletricamente
neutra como um todo, ou seja, a quantidade de carga
positiva (dos cátions) deve ser igual à quantidade de carga
negativa (dos ânions). Podemos então afirmar que:
"soma das cargas positivas" = "soma das cargas negativas"
−
[H + ] + 2 ⋅ [Mg 2+ ] + 3 ⋅ [Fe3+ ] = 2 ⋅ [SO2−
4 ] + [Cℓ ]
Volume de O2
nas CNTP
22,4 L
2800 L
10 ng/kg =
10 ⋅ 10−9 g
= 10−11 = 10−5 ⋅ 10−6
103 g
Além disso, lembre-se de que 1 ppm = 10-6.
14. Da mesma forma que na questão anterior,
podemos afirmar que:
0,1 g/kg =
0,1 + 2 ⋅ 0,15 + 3 ⋅ 0,2 = 2 ⋅ 0,2 + X
0,1 g
= 10−4 = 102 ⋅ 10−6 = 102 ppm
103 g
9. De acordo com a tabela nutricional, a água de
coco contém 20 vezes mais potássio do que o isotônico.
Assim, para repor a mesma quantidade de potássio, é
necessário um volume 20 vezes maior de isotônico do que
de água de coco.
Além disso, a pergunta não está bem formulada,
pois leva a pensar que cada alternativa incluiria vários
sintomas. Uma pergunta melhor seria: “qual o sintoma
mais grave que será apresentado quando a concentração
de CO no ar for 0,1 g/kg? ”.
10. Massa de material particulado respirada por
uma pessoa em um dia:
15. Ao simplesmente misturar duas substâncias
que não reagem entre si, não há alteração no tamanho
dos átomos e das moléculas. No entanto, devido a
interações intermoleculares, a distância média entre as
moléculas pode sofrer alteração.
(2 ⋅ 10−6 mg/L) ⋅ (9 m3 ) = (2 ⋅ 10−6 mg/L) ⋅ (9000 L)
= 2 ⋅ 9000 ⋅ 10−6 mg = 𝟏𝟖 ⋅ 𝟏𝟎−𝟑 𝐦𝐠
Desses 18∙10-3 mg, 20 % são hidrocarbonetos:
0,2 ⋅ 18 ⋅ 10−3 mg
E 30 % dessa quantidade fica retida no pulmão.
Assim, a massa de hidrocarbonetos absorvida pelo
pulmão de uma pessoa em um dia é:
16. A fórmula molecular da morfina é C 17H19NO3,
portanto sua massa molar é 17∙12 + 19 + 14 + 3∙16 =
285 g/mol. Além disso, note que 1 dL = 0,1 L, portanto:
0,57 mg/dL =
0,57 ⋅ 10−3 g
= 0,57 ⋅ 10−2 g/L
0,1 L
0,3 ⋅ 0,2 ⋅ 18 ⋅ 10−3 mg
CASD Vestibulares
Química – Soluções
7
17. Note que 1 mmol = 10-3 mol. Assim, a
concentração de vitamina C na bebida é:
ℳ=
ℳ=
n1
m1
30 mg
=
=
V M1 V 176 g/mol ⋅ 200 mL
30 ⋅ 10−3 g
30 ⋅ 10−3
=
mol/L
176 g/mol ⋅ 0,2 L 176 ⋅ 0,2
ℳ=
30
mmol/L
176 ⋅ 0,2
18. Uma amostra de 100 g da crosta terrestre tem
20 ppm de chumbo. Se m 1 é a massa de chumbo nessa
amostra, podemos afirmar que:
m1
= 20 ppm = 20 ⋅ 10−6
100 g
m1 = 20 ⋅ 100 ⋅ 10−6 g = 20 ⋅ 100 ⋅ 10−3 mg
22. Uma forma de resolver é a seguinte: calcular
qual a massa limite de naftaleno em 500 g de solo e em
100 mL de água. Se uma das amostras de solo tiver mais
naftaleno do que o valor limite para o solo, este solo
precisa de biorremediação. Da mesma forma, se uma das
amostras de água tiver mais naftaleno do que o valor limite
para a água, esta água precisa de biorremediação.
Por exemplo: o limite para 500 g de solo é 15 mg
(1,5 ∙ 10-2 g) de naftaleno, pois, segundo o enunciado, o
limite é 30 mg para cada 1 kg (1000 g) de solo.
23. Dizer que o vinho tem teor de álcool 13 °GL
significa que a porcentagem em volume de álcool no vinho
é 13 %, ou seja, o volume de álcool dividido pelo volume
de vinho é igual a 0,13.
24. Para achar a concentração em mg/L, basta
multiplicar a concentração em mmol/L pela massa molar
do íon. Por exemplo, para o potássio (massa molar igual
a 39 mol/L):
C = (35,3 mmol/L) ⋅ (39 g/mol) = 1376,7 mg/L
19. Como o volume de etanol é 5 L (5000 mL) e a
sua densidade é 0,8 g/mL, a massa de etanol (solvente)
é:
m2 = (0,8 g/mL) ⋅ (5000 mL) = 4000 g = 4 kg
Como estão presentes 0,5 mol de I2 para cada
quilograma de álcool, então o número de mols de I 2
(soluto) é:
n1 = 0,5 mol/kg ⋅ 4 kg = 2 mol
Para achar a massa de I2, é só multiplicar o
número de mols pela massa molar do I2. O valor fornecido
na prova para a massa molar do iodo (I) foi 127 g/mol.
20. Como a concentração de solução é 0,5 mol/L,
isso quer dizer que o volume da solução (em L) é o dobro
da quantidade de soluto (em mol). Assim, a posição dos
cursores deve ser tal que o cursor do volume indique um
valor duas vezes maior do que o cursor da quantidade.
21. Esta é praticamente uma questão de
matemática, pois não é preciso saber o que ppm para
resolver. O diesel usado em 1980 continha 13000 ppm de
enxofre e o diesel de 2012 contém 50 ppm de enxofre.
Assim, a redução foi de 13000 ppm – 50 ppm = 12950 ppm
e a redução percentual (em relação ao valor inicial) foi de:
12950 ppm 12950
=
= 0,996 …
13000 ppm 13000
Obs: a questão forneceu o teor de enxofre nos
combustíveis, porém pediu a redução na emissão de SO 3.
Nesse caso, como ela pediu a redução percentual (ou
seja, em relação ao valor inicial), tanto a variação quanto
o valor inicial precisariam estar multiplicados pelo seguinte
fator:
massa molar do SO3 96 g/mol
=
=3
massa molar do S
32 g/mol
Obs: o potássio e o cálcio possuem massas
molares próximas (39 e 40 g/mol), e a concentração em
mmol/L do potássio é maior. Logo, qual deles possui maior
concentração em mg/L?
Além disso, o sódio possui a menor massa molar
(23 g/mol) e a menor concentração em mmol/L. Sabendo
dessas duas informações, é possível achar a resposta
sem fazer contas.
25. Massa de paracetamol adequada para uma
criança de 30 kg:
m1 = (12 mg/kg) ⋅ 30 kg = 360 mg
Como a concentração de paracetamol na solução
aquosa do medicamento é 200 mg/mL, o volume de
medicamento é:
C=
Não esqueça de multiplicar o resultado por 20,
para saber o número de gotas necessárias (são 20 gotas
por mL).
26. Como esta é uma solução aquosa diluída
(apenas 0,9 % em massa de soluto), a densidade da
solução é aproximadamente 1 g/mL. Assim, a massa de
NaCℓ em 1 L de solução é aproximadamente:
m1 = 0,9% ⋅ 1000 g = (
0,9
) ⋅ 1000 g = 9 g
100
27. Para encontrar a concentração em mol/L,
basta dividir a concentração em g/L pela massa molar
(180 g/mol). Uma possibilidade é encontrar as
concentrações mínima e máxima em mol/L e comparar
com os valores dados. Por exemplo:
Nesse caso, esse 3 iria cancelar e a resposta seria
a mesma. Como ele nem deu as massas molares,
provavelmente nem era para pensar nisso nessa questão.
CASD Vestibulares
m1
360 mg
⇒ 200 mg/mL =
V
V
Química – Soluções
70 ⋅ 10−3 g
70 mg/dL
70 ⋅ 10−3
0,1 L
ℳ=
=
=
mol/L
180 g/mol 180 g/mol
0,1 ⋅ 180
8
28. De acordo com o enunciado, a única diferença
entre e o refrigerante comum e o diet é a presença de
açúcar no refrigerante comum (a massa de adoçante do
diet é desprezível). Assim, a diferença da massa entre as
duas latas corresponde à massa de açúcar no refrigerante
comum: 331,2 g – 316,2 g = 15 g.
29. Calcule a concentração de F- em mg/L na água
saturada em fluorita e compare o VMP (1 mg/L). Como a
água saturada em fluorita é uma solução muito diluída de
CaF2 (apenas 0,0016 % de CaF2) em massa, podemos
fazer a mesma coisa que na questão 26: considerar que
a densidade da solução é aproximadamente 1 g/mL.
Assim, a massa de CaF2 em 1 L de solução é:
m1 = (0,0016 %) ⋅ 1000 g =
0,0016
⋅ 1000 g = 0,016 g
100
Note ainda que essa é a massa de CaF2,
enquanto a questão pede a concentração de F- em mg/L.
30. Essa questão tem muita informação que não é
usada na resolução. Como o teor de gasolina foi 53 %,
basta substituir T = 53 % na equação que ele deu para
encontrar o aumento do volume em mL da camada
aquosa (A). Além disso, segundo o enunciado, o volume
inicial da camada aquosa é 50 mL. Logo, basta calcular o
valor de 50 mL mais o aumento A.
31. Segundo o enunciado, a varfarina se dissolve
apenas no plasma sanguíneo. O volume de plasma
representa 60 % do volume de sangue num indivíduo
adulto (5 L):
33. O sulfato de potássio (K2SO4) é um composto
iônico e, em solução aquosa, sofre dissociação de acordo
com a seguinte equação:
H2 O
K2SO4 (s) →
2 K+ (aq) + SO42- (aq)
34. Rango escolheu o refrigerante mais próximo à
superfície, ou seja, aquele de menor densidade.
Para calcular a porcentagem em massa de
sacarose, é preciso saber a massa de 100 mL de
refrigerante – assim, a porcentagem em massa de
sacarose vai ser 13 g dividido por esta massa. Das curvas
A e B, qual delas corresponde ao refrigerante comum
(com açúcar)?
35. O cloreto de cálcio é o CaCℓ2 e o cloreto de
cálcio di-hidratado é o CaCℓ2 ∙ 2H2O. Ao serem colocados
em água, ambos os compostos sofrem dissociação,
conforme as equações a seguir:
H2 O
CaCℓ2 (s) →
H2 O
CaCℓ2 ∙ 2H2O (s) →
Ca2+ (aq) + 2 Cℓ- (aq)
Ca2+ (aq) + 2 Cℓ- (aq) + 2 H2O (ℓ)
36. Cada uma das curvas no gráfico fornecido
corresponde ao consumo de 1, 2, 3 ou 4 doses de
destilado. Quanto mais doses forem consumidas, maior
vai ser o aumento da concentração de álcool no sangue.
Dito isso, note a correspondência entre cada curva e o
número de doses consumidas:
(60 %) ⋅ 5 L = 0,6 ⋅ 5 L = 3 L
Concentrações de varfarina no plasma superiores
a 4 mg/L causam hemorragias. Assim, a quantidade
máxima de varfarina (em mg) que um indivíduo adulto
pode receber é:
m1 = 4 mg/L ⋅ 3L = 12 mg
Assim, o volume V da solução de varfarina
(concentração 3 mg/mL) que contém 12 mg do
medicamento, ou seja, o volume máximo que pode ser
administrado a um indivíduo adulto pode ser encontrado
da seguinte forma:
3 mg/mL =
12 mg
V
32. Essa questão é, na realidade, mais sobre
estequiometria do que sobre soluções. A ideia é
balancear a seguinte equação de combustão...
Note também que a absorção do álcool aumenta
sua concentração no sangue, enquanto a metabolização
diminui a concentração. Assim, a velocidade de
metabolização passa a ser maior do que a de absorção
no instante em que a curva passa a ser decrescente.
CH2O + O2 → CO2 + H2O
... e encontrar a massa de O2, em mg, que reage
com 10 mg de açúcar. Esse será o aumento na DBO
devido à dissolução do açúcar.
Note que CH2O não é a fórmula molecular, e sim
a fórmula mínima. No entanto, não tem problema, pois o
que interessa é a proporção entre o CH2O e o O2, que é
mantida ao se trabalhar com a fórmula mínima.
CASD Vestibulares
Química – Soluções
9
30. A
GABARITO
31. D
Exercícios de revisão
32. E
33. [K+] = 0,4 mol/L, [SO42-] = 0,2 mol/L
1. a) O soluto é o NaOH
34.
b) O solvente é a água
a) Curva A, pois Rango escolheu o
refrigerante de menor densidade (mais próximo à
superfície)
c) 0,5 L
d) 10 g
e) São necessários 100 mL de solução
b) 12,4 % de sacarose em massa
.
35. a) 1,323 g
f) 0,5 mol/L
g) 1,96 % de soluto em massa
h) 1,02 g/mL
2. 2∙10-4 mol de Hg
Exercícios propostos
b) Sim, pois ambos os sais (CaCℓ2 e CaCℓ2 ∙
2H2O) apresentam 1 mol de íons Ca2+ para cada mol
de sal. Como as concentrações das duas soluções são
iguais (segundo o texto), então ambas contêm a
mesma concentração de Ca2+ e o resultado da
maturação seria o mesmo.
1. C
2. E
3. C
4. E
5. B
6. D
7. C
8. E
9. D
10. C
36.
a) Após uma hora. A curva correspondente ao
consumo de quatro doses é aquela que atinge o maior
valor de concentração de álcool. Quando a curva é
ascendente, a velocidade de absorção do álcool é
maior do que a velocidade de metabolização.
De acordo com o gráfico, para quatro doses,
após uma hora do consumo da bebida alcoólica a
velocidade de metabolização do álcool será maior que
a velocidade da absorção para a corrente sanguínea.
b) Se a concentração de álcool no ar expirado
é 0,019 mg/L, a concentração no sangue é 2300 vezes
maior: 2300 ∙ 0,019 = 43,7 mg/L. Analisando o gráfico:
11. B
12. B
13. E
14. C
15. C
16. A
17. C
18. D
19. B
20. D
21. D
22. B
De acordo com o gráfico após duas horas a
concentração 43,7 mg/L corresponde a três doses de
destilado.
“A concentração é a raiz de todas as grandes
habilidades do homem. ”
23. D
24. D
- Bruce Lee
25. B
26. E
27. B
28. E
29. B
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