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Nati há 9 anos
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não consigo resolver essas questões, alguem pode me ajudar ?

1 - Uma solução aquosa é preparada dissolvendo-se 25g de sulfato de amônio em 275g de água. Descubra a normalidade e a molaridade dessa solução, sabendo que a densidade é de 1,5 g/ml. 2 - Uma solução aquosa de hidróxido de Bário, preparada para ser utilizada num processo de neutralização, encerra 40% em massa de soluto. Sabendo que essa solução é de 7,15N, calcule a sua densidade. 3 - Calcule a massa de nitrito de amônio com 80% de pureza que deverá ser dissolvida em água suficiente para formar 150 ml de solução 0,4 N desse sal. 4 – Calcule a concentração molar de uma solução obtida a partir de 1 litro de solução de nitrato de potássio 0,3 M, à qual são acrescentados 500 ml de água pura.
Química Ensino Médio Geral Reforço escolar
2 respostas
Professora Nathalia C.
Respondeu há 9 anos
Contatar Nathalia

Nati, por enquanto só fiz a 1.

É assim:
Primeiro vamos descobrir a molaridade. A MOLARIDADE é a relação entre a quantidade em mol do SOLUTO por litro da SOLUÇÃO.
o SOLUTO é o sulfato de amônio, certo? A formula dele é (NH4)2SO4, entâo, consultando uma tabela períodica descobrimos que sua massa molar é 132 gramas.
O exercício te fala que dissolve-se 25 gramas desse soluto, logo:

132g ---> 1 mol
25g ----> x mol
x = 0,189mol

Depois, o exercicio te fala que a densidade da SOLUÇÃO é 1,5g/ml. Sabemos que d= massa/ volume, então devemos descobrir qual é o volume dessa solução.
Assim temos:
a solução pesa 300gramas, pois é dito que temos 25 g de soluto e 275 de água.
1,5g ---> 1 ml
300g ---> x ml
x = 200mL de solução

Então se temos 0,189mol em 200ml, em 1000 ml (1l) teremos 0,945 mol. A molaridade é: 0,945mol/l

A normalidade é a relação É a relação entre o número de equivalentes-gramas do soluto e o volume da solução em litros.
é mais complicado, essas perguntas são de ensino superior?


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Professor Andre C.
Respondeu há 9 anos
Contatar Andre

Olá Nati, boa noite!

Para a solução dos três primeiros problemas é necessário considerar o conceito de normalidade (N) que consiste numa medida de concentração muito usada na prática química, embora a concentração em mol/L, ou molaridade, seja muito mais interessante. Por definição, 

                                        N = m1/E1.V, sendo N a normalidade da solução, m1 a massa do soluto, E1 o equivalente-grama do soluto e V o volume da solução.

E para o quarto problema proposto avalia-se apenas a diluição da solução inicial, ou seja, uma vez que adiciona-se apenas solvente, o número de mols do soluto (n1) é constante, de modo que

                                                                                               n1 = Minicial . Vinicial = Mfinal . Vfinal

Desse modo, seguem os cálculos e as soluções dos problemas propostos.

1)  A solução é composta de 25 g de sulfato de amônio, (NH4)2SO4, dissolvidos completamente em 275 g de água líquida. Assim,

                              msoluto = m1 = 25 g de (NH4)2SO4

                              msolvente = m2 = 275 g de H2O                             msolução = m1 + m2 = 25 g + 275 g = 300 g

Se a solução tem densidade de 1,5 g.mL-1 (cada 1,5 g de solução ocupa 1 mL de solução), então sua massa de 300 g ocupa o volume total de 200 mL de solução, pois:

                                            d = m/V

                                            V = m/d = 300 g / 1,5 g.mL-1 = 200 mL = 0,2 L

Ainda, o soluto (NH4)2SO4 apresenta 132 g.mol-1, e são 2 cátions NH4+ para cada ânion SO42-, de modo que seu equivalente-grama é de E1 = 132 g.mol-1/2 eq.mol-1 = 66 g.eq-1. Assim,

                                            N = m1/E1.V

                                            N = 25 g /(66 g.eq-1 . 0,2 L) = 1,89 eq.L-1

                                            N 1,9 N

Por sua vez, a molaridade, ou concentração em mol/L, é definida como o número de mols de soluto (n1) num determinado volume de solução (V). Contudo, considerando que na solução estão presentes 25 g do soluto (NH4)2SO4, o qual corresponde 0,189 mol de (NH4)2SO4,

                                            M = n1/V

                                            M = 0,189 mol / 0,2 L = 0,945 mol.L-1                                

                    (não estão sendo considerados os algarismos significativos na solução do problema)

 

2) Se a solução possui 40% de soluto, então para cada 100 g de solução (m = m1 + m2) há 40 g de soluto, ou seja, 40% = 40 g/100 g = m1/m. Logo, m = m1/0,4.

Uma vez que a solução tem concentração de 7,15 N (7,15 eq.L-1), torna-se necessário avaliar o conceito de normalidade. Considerando MM1 como a massa molar do soluto, Ba(OH)2, e que são 2 ânions OH- na sua estrutura cristalina, ou seja, são 2 eq.mol-1, tem-se que 

                                                                         N = m1/E1.V e

                                                                         E= MM1/2      

Assim,

                  N = m1/(MM1/2).V

                  N = 2.m1/MM1.V                             Logo, V = 2.m1/MM1.N       

Desse modo, para calcular a densidade da solução, a qual é uma relação entre a sua massa e o seu volume,

                                 d = m/V

                                 d = (m1/0,4) / (2.m1/MM1.N)

                                 d = (m1/0,4) . (MM1.N/2.m1)                               (pode-se cancelar a massa de soluto, m1)

                                 d = MM1.N/2.0,4 = 171 g.mol-1 . 7,15 eq.L-1 / 2 eq.mol-1 .0,4

                                 d 1.528,3 g.L-1 = 1.528,3 g.L-1 . 1 L /1000 mL = 1,5 g.mL-1

 

3) A solução tem concentração N = 0,4 eq.L-1 e seu volume é V = 150 mL = 0,15 L. Considerando MM1 como a massa molar do soluto, NH4NO2, e que há 1 cátion NH4+ para cada 1 ânion NO2- na sua estrutura cristalina, ou seja, 1 eq.mol-1

                                                                         N = m1/E1.V e

                                                                         E= MM1/1 = 64 g.mol-1 / 1 eq.mol-1 = 64 g.eq-1      

Assim,

                  m1= N.(MM1/1).V

                  m1= 0,4 eq.L-1. 64 g.eq-1 . 0,15 Lm                   m13,84 g                 

 

 Essa é a massa do soluto, NH4NO2, puro, que produz a concentração de 0,4 N, ou seja, essa massa corresponde a 80% de pureza.

                                                                           3,84 g NH4NO2 ----------------- 80% NH4NO2

                                                                                 msal impuro ----------------- 100%                            

                                                                      msal impuro = 3,84 g NH4NO2 .100% / 80% NH4NO2

                                                                                             msal impuro = 4,8 g

 

4) Com a adição de 500 mL de água à solução inicial, dilui-se essa solução de modo que o volume final é de 1,5 L. Contudo, somente solvente foi adicionado, mantend-se a massa de soluto e, portanto, o seu correspondente número de mols. Uma vez que a concentração em mol/L (M) corresponde à quantidade de matéria (número de mols, n1) de soluto dissolvida num determinado volume de solução (V), M = n1 / V. Assim,

                                                                                     n1     =       Minicial . Vinicial = Mfinal . Vfinal

                                                                                               0,3 mol.L-1 . 1,0 L   = Mfinal . 1,5 L

                                                                                               0,3 mol.L-1 . 1,0 L   = Mfinal . 1,5 L    

                                                                                                            Mfinal = 0,2 mol.L-1

Observações:

1) Para os cálculos em soluções, por definição, atribui-se o índice "1" refere-se sempre ao soluto e o índice "2" sempre para o solvente, enqaunto a solução (solvente + soluto) não tem índice. Assim,

    • m1 corresponde à massa do soluto, M1 corresponde à massa molar do soluto, e n1 corresponde à massa do soluto.
    • m2 corresponde à massa do solvente, M2 corresponde à massa molar do solvente, e n2 corresponde à massa do solvente.
    • m corresponde à massa da solução, sendo que m = m1 + m2.
    • A solução é uma mistura, logo não possui massa molar.
    • n corresponde ao número total de mols da solução, ou seja, n = n1 + n2, caso a solução tenha apenas um único soluto dissolvido no solvente, ou seja, se existir mais de um soluto dissolvido, n = n1(primeiro soluto) + n1(segundo soluto) + n1(terceiro soluto) + ... + n1(enésimo soluto) + n2.


2) Para calular a normalidade deve-se considerar o conceito de equivalente-grama (E) que, por definição, consiste na massa de uma substância que reage com 8 gramas de oxigênio (http://www.infoescola.com/quimica/equivalente-grama/). Como regra prática, o equivalente-grama para:

    • ácidos é Eácido = massa molar do ácido/total de íons H+ gerados na ionização (em eq/mol);
    • bases (ou hidróxidos) é Ebase = massa molar da base/total de íons OH- dissociados, ou ionizados no caso de hidróxido de amônio, (em eq/mol);
    • sais é Esal = massa molar do sal/valência iônica total (em eq/mol);
    • óxidos é Eóxido = massa molar do óxido/valência do elemento ligado ao átomo de oxigênio (em eq/mol);
    • oxidante ou redutor é Eoxidante/redutor = massa molar do óxido/total de elétrons transferidos (em eq/mol).


Assim, na estrutura cristalina das substâncias questionadas no exercício, para

    • sulfato de amônio, (NH4)2SO4, são 2 cátions NH4+ para cada ânion SO42-, ou seja, valência iônica total = 2. Logo, Esal = 132 g.mol-1/2 eq.mol-1 = 66 g.eq-1.
    • hidróxido de bário, Ba(OH)2, temos 1 cátion Ba2+ para cada 2 ânions OH-, ou seja, total de íons OH- dissociados = 2. Logo, Ebase = 171 g.mol-1/2 eq.mol-1 = 85,5 g.eq-1.
    • nitrato de amônio, NH4NO2, temos 1 cátion NH4+ para cada 1 ânion NO2-, ou seja, valência iônica total = 1. Logo, Esal = 64 g.mol-1/1 eq.mol-1 = 64 g.eq-1.

 

3) A unidade de normalidade (N) é eq/L, ou eq.L-1, também simbolizada por N (normal). Assim, por exemplo, uma solução N = 2 eq.L-1 é, em laboratório, denominada de "solução 2 N" (normal). Em física o símbolo "N" é a unidade da força em "Newtons", e em química esse símbolo é utilizado, na prática, como símbolo para a "concentração normalidade", e também para a sua "unidade".

 

4) Todas as substâncias com cátions amônio, NH4+, são completamente solúveis em água.

5) Uma vez que há diluição a solução final necessariamente apresentará concentração inferior do que a da solução inicial. Caso houve redução do volume da solução final, com a evaporação do solvente, haveria concentração dessa solução final, ou seja, sua concentração seria maior do que aquela da solução final. Assim, 

                                     diluição ---------->   adição de solvente  --------------> redução da concentração da solução final 

                                 concentração -------> remoção de solvente -------------> aumento da concentração da solução final 

 

Espero que essas consideração lhe sejam úteis!

Abraços,

André

 

 

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