mistura de soluções
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Ricardo Azoury/Pulsar<br />
INTRODUÇÃO<br />
Na natureza, raramente encontramos substâncias puras. O mundo que nos ro<strong>de</strong>ia é<br />
constituído por sistemas formados por mais <strong>de</strong> uma substância: as <strong>mistura</strong>s.<br />
As <strong>mistura</strong>s homogêneas são <strong>de</strong>nominadas <strong>soluções</strong>.<br />
Soluções são <strong>mistura</strong>s <strong>de</strong> duas ou mais substâncias que apresentam aspecto uniforme.<br />
Vejamos algumas <strong>soluções</strong> presentes em nosso dia-a-dia:<br />
Pelos exemplos, po<strong>de</strong>mos perceber que as<br />
<strong>soluções</strong> são sistemas homogêneos formados por<br />
uma ou mais substâncias dissolvidas (solutos) em<br />
outra substância presente em maior proporção na<br />
<strong>mistura</strong> (solvente).<br />
O ar que envolve a Terra é uma<br />
solução gasosa formada, principalmente,<br />
pelos gases N 2 e O 2.<br />
As ligas metálicas são <strong>soluções</strong> sólidas. O latão<br />
(Cu + Oldfield,Scubazoo/SPL<br />
+ Zn), por exemplo, é utilizado na fabricação <strong>de</strong><br />
instrumentos musicais. Matthew<br />
A água dos oceanos é uma solução<br />
líquida na qual encontramos<br />
vários sais dissolvidos, como o<br />
NaCl, MgCl 2 e MgSO 4, além <strong>de</strong><br />
vários gases, como, por exemplo, o<br />
oxigênio (O 2).<br />
European Space Agency/SPL
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
Nos laboratórios, nas indústrias e no nosso dia-a-dia, as <strong>soluções</strong> <strong>de</strong> sólidos em líquidos<br />
são as mais comuns. Um exemplo muito conhecido é o soro fisiológico (água + NaCl).<br />
Nesses tipos <strong>de</strong> <strong>soluções</strong>, a água é o solvente mais utilizado, sendo conhecida por<br />
solvente universal. Essas <strong>soluções</strong> são <strong>de</strong>nominadas <strong>soluções</strong> aquosas.<br />
SOLUBILIDADE E CURVAS<br />
DE SOLUBILIDADE<br />
Ao preparar uma solução, isto é, ao dissolver um soluto em um dado solvente, as<br />
moléculas ou os íons do soluto separam-se, permanecendo dispersos no solvente.<br />
Po<strong>de</strong>mos estabelecer uma relação entre diferentes solutos e as características <strong>de</strong><br />
suas <strong>soluções</strong> aquosas por meio <strong>de</strong> experimentos bem simples, feitos à mesma temperatura.<br />
Observe as situações a seguir.<br />
A<br />
50 g <strong>de</strong> açúcar<br />
(C12H22O11)<br />
+ =<br />
100 mL H2O (20 ºC)<br />
100 g H2O<br />
Lavagem a seco,<br />
mas nem tanto...<br />
A diferença entre lavagem convencional<br />
e a seco é que, em vez <strong>de</strong> água, será usado<br />
um solvente apolar para remover a mancha<br />
<strong>de</strong> óleo ou gordura. Portanto, lavar a seco<br />
não significa lavagem sem utilização <strong>de</strong><br />
substâncias líquidas, como o nome sugere.<br />
50 g <strong>de</strong> sal<br />
(NaCl)<br />
+ =<br />
100 mL H2O (20 ºC)<br />
100 g H2O<br />
14 g <strong>de</strong> corpo<br />
<strong>de</strong> chão<br />
(NaCl(s))<br />
Ao compararmos as <strong>soluções</strong> A e B, notamos que o sal é menos solúvel que o açúcar<br />
e, a partir <strong>de</strong>sse fato, po<strong>de</strong>mos generalizar:<br />
Substâncias diferentes se dissolvem em quantida<strong>de</strong>s diferentes, numa mesma<br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> solvente, na mesma temperatura.<br />
A quantida<strong>de</strong> máxima <strong>de</strong> sal (NaCl) que se dissolve em 100 g <strong>de</strong> H 2O a 20 ºC é 36 g.<br />
Essa solução é <strong>de</strong>nominada solução saturada.<br />
Solução saturada é a que contém a máxima quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> soluto numa<br />
dada quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> solvente, a uma <strong>de</strong>terminada temperatura; essa quantida<strong>de</strong><br />
máxima é <strong>de</strong>nominada coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong>.<br />
B<br />
CEDOC<br />
271
272<br />
Logo, o coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> do NaCl obtido na situação B é:<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
36 g <strong>de</strong> NaCl/100 g <strong>de</strong> água a 20 ºC<br />
Uma solução com quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> soluto inferior ao coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> é<br />
<strong>de</strong>nominada solução não-saturada ou insaturada.<br />
Se submetermos a aquecimento, sob agitação, o sistema formado por 100 mL <strong>de</strong><br />
água a que se adicionam 50 g <strong>de</strong> sal, conseguiremos dissolver o sal totalmente. Deixando<br />
o novo sistema esfriar, em repouso absoluto, até a temperatura inicial (20 ºC), teremos<br />
uma solução que contém maior quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> soluto (50 g) do que a respectiva solução<br />
saturada (36 g). Essa solução é <strong>de</strong>nominada supersaturada e é muito instável. Agitandoa<br />
ou adicionando a ela um pequeno cristal <strong>de</strong> soluto, ocorrerá a precipitação <strong>de</strong> 14 g do<br />
sal, que é exatamente a quantida<strong>de</strong> dissolvida acima da possível para saturação (36 g).<br />
Conhecendo o coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uma substância, a diferentes temperaturas,<br />
po<strong>de</strong>remos construir um gráfico relacionando a solubilida<strong>de</strong> e a temperatura. Veja<br />
o exemplo do cloreto <strong>de</strong> amônio (NH4Cl): t (ºC)<br />
20<br />
40<br />
60<br />
Coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong><br />
em 100 g <strong>de</strong> H 2O<br />
37,2<br />
45,8<br />
55,2<br />
80 65,6<br />
Note que a solubilida<strong>de</strong> do NH4Cl 10<br />
aumenta com a elevação da temperatura<br />
(curva ascen<strong>de</strong>nte), que é o que se verifica<br />
com a maioria das substâncias não-voláteis.<br />
0 20 40 60 80<br />
temperatura (ºC)<br />
Porém, existem substâncias sólidas que, ao serem dissolvidas em água, têm a sua<br />
solubilida<strong>de</strong> diminuída com a elevação da temperatura. Nesses casos, a curva <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong><br />
será <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nte.<br />
No nosso cotidiano, encontramos outras<br />
<strong>soluções</strong> contendo gases dissolvidos em<br />
líquidos, como, por exemplo, água mineral<br />
com gás, refrigerantes, cervejas etc.<br />
Na produção <strong>de</strong>ssas <strong>soluções</strong>, o gás carbônico<br />
(CO 2) é introduzido na <strong>mistura</strong> líquida<br />
a uma pressão maior que a atmosférica e<br />
numa temperatura normalmente menor que<br />
a ambiente.<br />
Ao abrirmos a garrafa ocorre, momentaneamente,<br />
uma diminuição <strong>de</strong> pressão, o<br />
que acarreta a liberação do CO 2 dissolvido<br />
no líquido.<br />
65,6<br />
55,2<br />
45,8<br />
37,2<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
Gases dissolvidos em líquidos<br />
g <strong>de</strong> NH 4 Cl/100 g <strong>de</strong> água<br />
No lago do Ibirapuera (SP), a agitação da água<br />
possibilita maior aeração.<br />
CEDOC<br />
➤
➤<br />
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
Isso é fácil <strong>de</strong> perceber <strong>de</strong>vido à formação <strong>de</strong> bolhas, o que ocorrerá <strong>de</strong> maneira mais intensa<br />
se o refrigerante ou a água com gás não estiver gelado ou for aquecido. A elevação da temperatura<br />
favorece a liberação do gás.<br />
Os peixes conseguem absorver o gás oxigênio (O 2) dissolvido na água.<br />
Na natureza, a quantida<strong>de</strong> a<strong>de</strong>quada <strong>de</strong> O 2 é provi<strong>de</strong>nciada pelo próprio ambiente. No entanto,<br />
o <strong>de</strong>scaso e o não-tratamento das águas utilizadas, tanto nas indústrias como nas nossas<br />
casas, é responsável pela introdução <strong>de</strong> gran<strong>de</strong>s quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> resíduos em rios e lagos.<br />
Esses resíduos po<strong>de</strong>m reagir com o gás oxigênio ou favorecer o <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> bactérias<br />
aeróbias que provocam a diminuição da quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> oxigênio na água, o que acaba<br />
causando uma gran<strong>de</strong> mortanda<strong>de</strong> <strong>de</strong> peixes.<br />
Uma das maneiras <strong>de</strong> abrandar a ação <strong>de</strong>sses poluentes consiste em manter a água <strong>de</strong>sses<br />
rios em constante agitação. Tal procedimento propicia maior aeração <strong>de</strong>ssa água, o que<br />
favorece a respiração <strong>de</strong> peixes e outros seres vivos.<br />
Esse método <strong>de</strong> aeração da água também po<strong>de</strong> ser utilizado para amenizar os estragos causados<br />
pelo <strong>de</strong>spejo <strong>de</strong> líquidos aquecidos em rios e lagos, pois o aumento <strong>de</strong> temperatura da<br />
água também provoca a diminuição do oxigênio nela dissolvido.<br />
✔<br />
EXERCÍCIO RESOLVIDO<br />
O gráfico representa as curvas <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> das substâncias A, B e C:<br />
Com base no diagrama, responda:<br />
a) Qual das substâncias tem sua solubilida<strong>de</strong> diminuída com a elevação da temperatura?<br />
b) Qual a máxima quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> A que conseguimos dissolver<br />
em 100 g <strong>de</strong> H2O a 20 ºC?<br />
c) Consi<strong>de</strong>rando apenas as substâncias B e C, qual <strong>de</strong>las<br />
é a mais solúvel em água?<br />
d) Consi<strong>de</strong>rando apenas as substâncias A e B, qual <strong>de</strong>las<br />
é a mais solúvel em água?<br />
120<br />
100<br />
80 A<br />
B C<br />
e) Qual é a massa <strong>de</strong> C que satura 500 g <strong>de</strong> água a 60<br />
100 ºC? Indique a massa da solução obtida (massa 40<br />
do soluto + massa do solvente).<br />
f) Uma solução saturada <strong>de</strong> B com 100 g <strong>de</strong> água, prepara-<br />
20<br />
da a 60 ºC, é resfriada até 20 ºC. Determine a massa<br />
<strong>de</strong> B que irá precipitar, formando o corpo <strong>de</strong> fundo a<br />
20 ºC.<br />
0 20 40 60 80 100 120<br />
solubilida<strong>de</strong> (g <strong>de</strong> soluto/100 g <strong>de</strong> água)<br />
temperatura (ºC)<br />
SOLUÇÃO<br />
a) A única curva <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>nte é a da substância A, o que indica que sua solubilida<strong>de</strong> diminui<br />
com a elevação da temperatura.<br />
b) Observando o gráfico, percebemos que a 20 ºC conseguimos dissolver 60 g <strong>de</strong> A em<br />
100 g <strong>de</strong> água, sendo esse seu coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong>.<br />
c) Em qualquer temperatura, a substância B é a mais solúvel (a curva <strong>de</strong> B está sempre acima<br />
da curva <strong>de</strong> C).<br />
d) As curvas <strong>de</strong> A e B se cruzam aproximadamente a 40 ºC, indicando que, a essa temperatura,<br />
essas substâncias apresentam a mesma solubilida<strong>de</strong>. Para temperaturas inferiores a<br />
40 ºC, a solubilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> A é maior que a <strong>de</strong> B; enquanto a temperaturas superiores a 40 ºC,<br />
a solubilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> B é maior que a <strong>de</strong> A.<br />
273
274<br />
e) A 100 ºC temos:<br />
saturam<br />
80 g <strong>de</strong> C 100 g <strong>de</strong> H2O x 500 g <strong>de</strong> H2O x = 400 g <strong>de</strong> C<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
Essa solução contém 500 g <strong>de</strong> H 2O e 400 g <strong>de</strong> C; portanto, sua massa é 900 g.<br />
f) A 60 ºC conseguimos dissolver 80 g <strong>de</strong> B em 100 g <strong>de</strong> H 2O, enquanto a 20 ºC a quantida<strong>de</strong><br />
máxima <strong>de</strong> B dissolvida em 100 g <strong>de</strong> H 2O é 20 g. Portanto, se resfriarmos uma<br />
solução saturada <strong>de</strong> B a 60 ºC até 20 ºC em 100 g <strong>de</strong> água, ocorrerá uma precipitação<br />
<strong>de</strong> 60 g <strong>de</strong> B.<br />
Exercícios <strong>de</strong> classe<br />
O brometo <strong>de</strong> potássio apresenta a seguinte<br />
tabela <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong>:<br />
Temperatura (ºC)<br />
g <strong>de</strong> brometo <strong>de</strong><br />
potássio/100 g <strong>de</strong> água<br />
Consi<strong>de</strong>re essas informações e responda às<br />
questões 1 e 2.<br />
1. Qual a massa <strong>de</strong> brometo <strong>de</strong> potássio<br />
necessária para saturar:<br />
a) 100 g <strong>de</strong> água a 50 ºC;<br />
b) 200 g <strong>de</strong> água a 70 ºC.<br />
2. Uma solução foi preparada, a 30 ºC, dissolvendo-se<br />
40 g <strong>de</strong> brometo <strong>de</strong> potássio em<br />
100 g <strong>de</strong> água. Essa solução é saturada?<br />
Analise o preparo <strong>de</strong> três <strong>soluções</strong> <strong>de</strong> brometo<br />
<strong>de</strong> potássio, a 50 ºC:<br />
A<br />
40 g<br />
100 g <strong>de</strong><br />
água<br />
Agora, responda às questões 3 a 5.<br />
B<br />
80 g<br />
100 g <strong>de</strong><br />
água<br />
3. Classifique em saturada ou não-saturada<br />
cada solução analisada (A, B e C).<br />
4. Apenas uma das <strong>soluções</strong> está saturada e<br />
apresenta corpo <strong>de</strong> fundo. I<strong>de</strong>ntifique-a e calcule<br />
a massa <strong>de</strong>sse corpo <strong>de</strong> fundo.<br />
5. Qual das três <strong>soluções</strong> encontra-se mais diluída<br />
(menos concentrada)?<br />
30<br />
70<br />
50<br />
80<br />
C<br />
70<br />
90<br />
100 g<br />
100 g <strong>de</strong><br />
água<br />
6. O coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> um sal é<br />
<strong>de</strong> 60 g por 100 g <strong>de</strong> água a 80 ºC.<br />
Determine a massa em gramas <strong>de</strong>sse sal,<br />
nessa temperatura, necessária para saturar<br />
80 g <strong>de</strong> H 2O.<br />
7. (UnB-DF) Examine a tabela abaixo, em que<br />
constam dados sobre a solubilida<strong>de</strong> da sacarose<br />
(C 12H 22O 11), do sulfato <strong>de</strong> sódio<br />
(Na 2SO 4) e do clorato <strong>de</strong> potássio (KClO 3) em<br />
água, a duas temperaturas diferentes e julgue<br />
os itens seguintes:<br />
Substância<br />
C12H22O11<br />
Na2SO4<br />
KClO3<br />
Solubilida<strong>de</strong> em água (g/L)<br />
40 ºC 60 ºC<br />
2 381 2 873<br />
488<br />
453<br />
12<br />
22<br />
(0) A solubilida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uma substância em <strong>de</strong>terminado<br />
solvente in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> da temperatura.<br />
(1) Uma solução aquosa <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong> sódio,<br />
<strong>de</strong> concentração 488 g/L, <strong>de</strong>ixa <strong>de</strong> ser saturada,<br />
quando aquecida a 60 ºC.<br />
(2) A uma dada temperatura, a quantida<strong>de</strong><br />
limite <strong>de</strong> um soluto que se dissolve em<br />
<strong>de</strong>terminado volume <strong>de</strong> solvente é conhecida<br />
por solubilida<strong>de</strong>.<br />
(3) Nem todas as substâncias são mais<br />
solúveis a quente.<br />
Quais <strong>de</strong>sses itens são corretos?<br />
8. A partir dos valores (aproximados) da tabela<br />
a seguir, esboce um diagrama que represente<br />
a curva <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> do KNO 3.<br />
Temperatura (ºC)<br />
(abscissa)<br />
0<br />
30<br />
50<br />
60<br />
g/100 g <strong>de</strong> H2O (or<strong>de</strong>nada)<br />
13<br />
45<br />
85<br />
110
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
O gráfico a seguir representa as curvas <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> várias substâncias:<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
88<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
solubilida<strong>de</strong> (g/100 g <strong>de</strong> H 2O)<br />
AgNO 3<br />
KNO 3<br />
NaNO 3<br />
Pb(NO 3) 2<br />
KCl<br />
MgCl2 NaCl<br />
temperatura ( o 20 40 60 68 80 100<br />
C)<br />
Com base nesse gráfico, responda às questões<br />
9 a 13.<br />
9. Consi<strong>de</strong>rando apenas as substâncias NaNO 3<br />
e Pb(NO 3) 2, qual <strong>de</strong>las é a mais solúvel em<br />
água, a qualquer temperatura?<br />
10. Aproximadamente a qual temperatura a solubilida<strong>de</strong><br />
do KCl e do NaCl são iguais?<br />
11. Qual das substâncias apresenta maior<br />
aumento <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> com o aumento da<br />
temperatura?<br />
12. Compare as solubilida<strong>de</strong>s das substâncias<br />
KNO 3 e NaNO 3 a 68 ºC, abaixo e acima <strong>de</strong>ssa<br />
temperatura.<br />
13. Qual a massa <strong>de</strong> uma solução saturada <strong>de</strong><br />
NaNO 3 a 20 ºC obtida a partir <strong>de</strong> 500 g <strong>de</strong> H 2O?<br />
14. (Unicamp-SP) "Os peixes estão morrendo<br />
porque a água do rio está sem oxigênio, mas<br />
nos trechos <strong>de</strong> maior corre<strong>de</strong>ira a quantida<strong>de</strong><br />
Exercícios propostos<br />
Consi<strong>de</strong>re duas <strong>soluções</strong> aquosas <strong>de</strong> NaNO 3<br />
a 20 ºC, cada qual contendo 100 g <strong>de</strong> H 2O,<br />
cujo coeficiente <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> seja 88 g <strong>de</strong><br />
NaNO 3/100 g <strong>de</strong> H 2O.<br />
solução I solução II<br />
NaNO 3(s)<br />
1. Para que a solução I seja consi<strong>de</strong>rada nãosaturada<br />
a 20 ºC, a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> NaNO 3 dissolvida<br />
<strong>de</strong>ve ser igual a 88 g ou maior ou<br />
menor que 88 g?<br />
<strong>de</strong> oxigênio aumenta." Ao ouvir esta informação<br />
<strong>de</strong> um técnico do meio ambiente, um<br />
estudante que passava pela margem do rio<br />
ficou confuso e fez a seguinte reflexão:<br />
"Estou vendo a água no rio e sei que a água<br />
contém, em suas moléculas, oxigênio; então<br />
como po<strong>de</strong> ter acabado o oxigênio do rio?".<br />
a) Escreva a fórmula das substâncias mencionadas<br />
pelo técnico.<br />
b) Qual a confusão cometida pelo estudante<br />
em sua reflexão?<br />
15. O processo <strong>de</strong> dissolução do oxigênio do ar<br />
na água é fundamental para a existência <strong>de</strong><br />
seres vivos que habitam os oceanos, os rios<br />
e as lagoas. Este processo po<strong>de</strong> ser representado<br />
pela equação:<br />
O 2 + aq O 2(aq)<br />
(aq) = quantida<strong>de</strong> muito gran<strong>de</strong> <strong>de</strong> água<br />
Algumas espécies <strong>de</strong> peixes necessitam,<br />
para a sua sobrevivência, <strong>de</strong> taxas relativamente<br />
altas <strong>de</strong> oxigênio dissolvido. Peixes<br />
com essas exigências teriam maiores<br />
chances <strong>de</strong> sobrevivência:<br />
I — num lago <strong>de</strong> águas a 10 ºC do que num<br />
lago a 25 ºC, ambos à mesma altitu<strong>de</strong>.<br />
II — num lago no alto da cordilheia dos<br />
An<strong>de</strong>s do que num lago na base da<br />
cordilheira, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que a temperatura<br />
da água fosse a mesma.<br />
III — em lagos cujas águas tivessem qualquer<br />
temperatura, <strong>de</strong>s<strong>de</strong> que a altitu<strong>de</strong><br />
fosse elevada.<br />
Qual(ais) afirmação(ões) é (são) correta(s)?<br />
2. Para que a solução I seja consi<strong>de</strong>rada saturada<br />
a 20 ºC, a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> NaNO 3 dissolvida<br />
<strong>de</strong>ve ser igual a 88 g ou maior ou<br />
menor que 88 g?<br />
3. Para que a solução I seja consi<strong>de</strong>rada supersaturada<br />
a 20 ºC, a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> NaNO 3 dissolvida<br />
<strong>de</strong>ve ser igual a 88 g ou maior ou<br />
menor que 88 g?<br />
4. A solução II, a 20 ºC, encontra-se não-saturada,<br />
saturada ou supersaturada?<br />
5. Se a massa do frasco for igual a 200 g e a<br />
massa do corpo <strong>de</strong> fundo for <strong>de</strong> 12 g, qual<br />
será a massa total do sistema a 20 ºC?<br />
275
276<br />
6. (UFGO) O gráfico a seguir representa a solubilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> vários sais em função da temperatura,<br />
expressa em gramas do soluto por 100<br />
gramas <strong>de</strong> água.<br />
180<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
gramas <strong>de</strong> sal/100 g H 2O<br />
CsCl<br />
RbCl<br />
LiCl<br />
KCl<br />
NaCl<br />
Li 2SO 4<br />
temperatura ( o 20 40 60 80 100<br />
C)<br />
Indique os itens corretos:<br />
I — A solubilida<strong>de</strong> dos sais aumenta com a<br />
elevação da temperatura na or<strong>de</strong>m:<br />
NaCl, KCl, RbCl, CsCl.<br />
II — Com exceção do Li2SO4, a solubilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> todos os sais aumenta com a elevação<br />
da temperatura.<br />
III — A solubilização do KCl aumenta com o<br />
aumento da temperatura.<br />
IV — A 0 ºC o NaCl é menos solúvel que o KCl.<br />
O brometo <strong>de</strong> potássio (KBr) apresenta a seguinte<br />
tabela <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong>:<br />
Temperatura (ºC)<br />
30<br />
g <strong>de</strong> KBr/100 g<br />
<strong>de</strong> água<br />
Uma solução saturada <strong>de</strong>sse sal foi preparada<br />
utilizando-se 200 g <strong>de</strong> H 2O a 70 °C e a seguir foi<br />
resfriada a 30 ºC. Com base nessas informações,<br />
responda às questões 7 a 9.<br />
7. Qual é a massa <strong>de</strong> KBr que se precipita?<br />
8. Calcule a massa total da solução final.<br />
9. Determine a menor massa <strong>de</strong> água necessária<br />
para dissolver 40 g <strong>de</strong> KBr a 50 ºC.<br />
10. (UFCE) O gráfico mostra a curva <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> um sal em água. Consi<strong>de</strong>rando que em uma<br />
<strong>de</strong>terminada temperatura 40 g <strong>de</strong>ste sal foram<br />
dissolvidos em 100 g <strong>de</strong> água, indique:<br />
70<br />
50 80<br />
70 90<br />
20 30 40 50 ºC<br />
a) a característica <strong>de</strong>sta solução, quanto à concentração,<br />
nos pontos A, B e C do gráfico;<br />
b) a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> sal que será possível cristalizar,<br />
resfriando-se a solução até 30 ºC;<br />
c) a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> sal que será cristalizada,<br />
quando se evapora 20 g <strong>de</strong> água a 40 ºC.<br />
11. (Fuvest-SP) Descargas industriais <strong>de</strong> água<br />
pura aquecida po<strong>de</strong>m provocar a morte <strong>de</strong><br />
peixes em rios e lagos porque causam:<br />
a) o aumento do nitrogênio dissolvido.<br />
b) o aumento do gás carbônico dissolvido.<br />
c) a diminuição do hidrogênio dissolvido.<br />
d) a diminuição do oxigênio dissolvido.<br />
e) a alteração do pH do meio aquático.<br />
Obs.: o pH nos indica a aci<strong>de</strong>z ou a basicida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> um meio aquoso.<br />
12. (Fuvest-SP) Um rio nasce numa região não<br />
poluída, atravessa uma cida<strong>de</strong> com ativida<strong>de</strong>s<br />
industriais, das quais recebe esgoto<br />
e outros efluentes, e <strong>de</strong>semboca no mar<br />
após percorrer regiões não poluidoras. Qual<br />
dos gráficos a seguir mostra o que acontece<br />
com a concentração <strong>de</strong> oxigênio (O2) dissolvido<br />
na água, em função da distância percorrida<br />
<strong>de</strong>s<strong>de</strong> a nascente?<br />
Consi<strong>de</strong>re que o teor <strong>de</strong> oxigênio no ar e a<br />
temperatura sejam praticamente constantes<br />
em todo o percurso.<br />
a) d)<br />
distância<br />
b) e)<br />
c)<br />
gramas <strong>de</strong> soluto/100 g H2O 50<br />
A<br />
40<br />
30<br />
B<br />
20<br />
10<br />
conc. O 2<br />
nascente cida<strong>de</strong> mar<br />
conc. O 2<br />
nascente cida<strong>de</strong> mar<br />
distância<br />
conc. O 2<br />
nascente cida<strong>de</strong> mar<br />
distância<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
conc. O 2<br />
nascente cida<strong>de</strong> mar<br />
distância<br />
conc. O 2<br />
C<br />
nascente cida<strong>de</strong> mar<br />
distância
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
ASPECTOS QUANTITATIVOS<br />
DAS SOLUÇÕES<br />
Em laboratório, as <strong>soluções</strong> normalmente são preparadas dissolvendo-se uma massa<br />
<strong>de</strong>terminada <strong>de</strong> soluto em uma certa quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> solvente.<br />
Observações:<br />
1. Quando se prepara uma solução utilizando uma pequena quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> soluto sólido, verificase<br />
que o volume da solução é praticamente igual ao volume <strong>de</strong> água adicionado.<br />
2. Para facilitar nosso trabalho, adotaremos o índice 1 para indicarmos o soluto, o índice 2 para<br />
indicarmos o solvente, e os dados relacionados à solução não conterão índices.<br />
Assim:<br />
Massa soluto solvente solução<br />
Representação<br />
m1<br />
O conhecimento das quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> soluto, solvente e solução nos permite estabelecer<br />
algumas relações matemáticas, <strong>de</strong>nominadas concentração das <strong>soluções</strong>.<br />
CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES<br />
Concentração comum (C)<br />
É a relação entre a massa do soluto e o volume da solução:<br />
Assim, temos:<br />
50 g <strong>de</strong> NiSO4 25 g <strong>de</strong> NiSO4 Densida<strong>de</strong> da solução (d)<br />
m2<br />
massa do soluto m1 C = C = g/L; g/mL; …<br />
volume da solução V<br />
O rótulo do frasco ao lado nos indica que existem<br />
50 g <strong>de</strong> NiSO 4 em 1,0 L <strong>de</strong> solução:<br />
m 1<br />
m<br />
50 g<br />
C = = = C = 50 g/L<br />
V 1,0 L<br />
1,0 L <strong>de</strong> solução<br />
0,50 L <strong>de</strong> solução<br />
É a relação entre a massa da solução e o seu volume:<br />
massa da solução m<br />
d = d = g/L; g/mL; …<br />
volume da solução V<br />
277
278<br />
Thales Trigo<br />
O rótulo do frasco da página anterior nos indica que 1,05 g da solução apresentam<br />
um volume <strong>de</strong> 1,0 mL, ou seja:<br />
d = ? m = 1,05 g<br />
m 1,05 g<br />
d = = = 1,05 g/mL<br />
V = 1,0 mL<br />
V 1,0 mL<br />
Assim, temos:<br />
Título (T) (τ), porcentagem em massa e ppm<br />
Esse tipo <strong>de</strong> concentração, que relaciona as massas <strong>de</strong> soluto e solução, é um dos<br />
mais utilizados nas indústrias químicas e farmacêuticas:<br />
massa do soluto<br />
m1 m1 τ = = τ =<br />
massa do soluto + massa do solvente m1 + m2 m<br />
O soro fisiológico po<strong>de</strong> ser usado<br />
no tratamento da <strong>de</strong>sidratação.<br />
Assim, uma solução 20 ppm<br />
contém 20 gramas do soluto em<br />
1 milhão <strong>de</strong> gramas da solução.<br />
Como a solução é muito diluída,<br />
a massa <strong>de</strong> solvente é praticamente<br />
igual à massa da solução.<br />
Então, quando trabalhamos com<br />
ppm, consi<strong>de</strong>ramos que a massa do<br />
solvente correspon<strong>de</strong> à massa da<br />
solução.<br />
x mg soluto<br />
ou: x ppm =<br />
kg solvente (solução)<br />
ou ainda:<br />
O rótulo do soro fisiológico nos indica que a porcentagem<br />
em massa é 0,9%, ou seja, que existem 0,9 g <strong>de</strong><br />
soluto (NaCl) em cada 100 g <strong>de</strong> solução:<br />
Atualmente, para indicar concentrações extremamente<br />
pequenas, principalmente <strong>de</strong> poluentes do ar, da<br />
terra e da água, usamos a unida<strong>de</strong> partes por milhão,<br />
representada por ppm.<br />
Esse termo é freqüentemente utilizado para <strong>soluções</strong><br />
muito diluídas e indica quantas partes do soluto existem<br />
em um milhão <strong>de</strong> partes da solução.<br />
A relação matemática para a <strong>de</strong>terminação do ppm po<strong>de</strong> ser dada por:<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
1,05 g <strong>de</strong> solução 1,0 mL <strong>de</strong> solução<br />
1 050 g <strong>de</strong> solução 1 000 mL <strong>de</strong> solução (1,0 L)<br />
d = 1,05 g/mL ou d = 1050 g/L<br />
x ppm =<br />
m 1 = 0,9 g m = 100 g<br />
τ =<br />
0,9<br />
= 0,009 = 0,9% em massa <strong>de</strong> NaCl<br />
100<br />
na solução<br />
Stock Photos<br />
x g soluto<br />
10 6 g solvente<br />
(solução)<br />
Detritos domésticos<br />
e industriais são<br />
lançados nas águas e,<br />
mesmo em pequenas<br />
quantida<strong>de</strong>s (ppm),<br />
provocam poluição.<br />
x g soluto<br />
x ppm =<br />
x g solvente (solução)<br />
. 10 –6
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
Vejamos um exemplo prático da utilização do ppm:<br />
De acordo com a padronização internacional, a água potável não po<strong>de</strong> conter mais<br />
do que 5,0 · 10 –4 mg <strong>de</strong> mercúrio (Hg) por grama <strong>de</strong> água. Essa quantida<strong>de</strong> máxima permitida<br />
<strong>de</strong> Hg po<strong>de</strong> ser expressa em ppm da seguinte maneira:<br />
Então:<br />
ppm =<br />
massa do soluto em mg<br />
massa do solvente em kg<br />
5,0 . 10 –4 mg<br />
10 –3 ppm = = 5,0 . 10<br />
kg<br />
–1 mg/kg = 5,0 . 10 –1 ppm = 0,5 ppm<br />
Título em volume e porcentagem em volume (τV)<br />
Como é fácil medir o volume dos líquidos, a concentração <strong>de</strong> suas <strong>soluções</strong> é freqüentemente<br />
expressa em porcentagem em volume. No álcool comum e nas bebidas<br />
alcoólicas, esta relação é indicada em ºGL (Gay-Lussac):<br />
τ V =<br />
volume do soluto<br />
volume da solução<br />
O álcool comum apresenta uma porcentagem em volume <strong>de</strong> 96%, o que quer dizer<br />
que existem 96 mL <strong>de</strong> álcool (etanol) em 100 mL <strong>de</strong> solução:<br />
100 mL <strong>de</strong> álcool comum<br />
96<br />
100<br />
τ V = = 0,96 = 96%<br />
O álcool comum ou álcool etílico hidratado po<strong>de</strong> ser<br />
usado como combustível e <strong>de</strong>sinfetante.<br />
Concentração em mol/L ou concentração molar ou molarida<strong>de</strong> ()<br />
É a relação entre o número <strong>de</strong> mol do soluto e o volume<br />
da solução em litros:<br />
= n nº <strong>de</strong> mol do soluto<br />
1<br />
= ou =<br />
volume da solução (L) V(L)<br />
m 1<br />
M 1 V(L)<br />
Em cada 100 mL (0,10 L) <strong>de</strong> suco gástrico produzido<br />
pelo estômago durante o processo <strong>de</strong> digestão, existem<br />
0,0010 mol <strong>de</strong> ácido clorídrico (HCl). A molarida<strong>de</strong> <strong>de</strong>ssa<br />
solução é dada por:<br />
n 1<br />
96 mL <strong>de</strong> álcool (etanol)<br />
4 mL <strong>de</strong> água<br />
Cl –<br />
Cl –<br />
Cl –<br />
Cl –<br />
H +<br />
H + H +<br />
Cl –<br />
Cl –<br />
Cl –<br />
Cl –<br />
H +<br />
H +<br />
H +<br />
= =<br />
0,0010 mol<br />
= 0,01 mol/L ou 0,01 M ou [HCl] = 0,01 mol/L<br />
V(L) 0,10 L<br />
ou 0,0010 mol HCl 100 mL <strong>de</strong> solução<br />
x 1 000 mL <strong>de</strong> solução (1,0 L)<br />
x = 0,01 mol <strong>de</strong> HCl ⇒ 0,01 mol <strong>de</strong> HCl em 1 L ⇒ 0,01 M<br />
Thales Trigo<br />
279
280<br />
Molarida<strong>de</strong> <strong>de</strong> íons<br />
Nas <strong>soluções</strong> iônicas é possível <strong>de</strong>terminar a molarida<strong>de</strong> do soluto<br />
assim como a molarida<strong>de</strong> dos íons provenientes <strong>de</strong> sua dissociação<br />
ou ionização.<br />
A molarida<strong>de</strong> dos íons é proporcional aos seus coeficientes estequiométricos<br />
nas equações <strong>de</strong> ionização ou dissociação.<br />
Exemplo:<br />
Al 2(SO 4) 3(aq)<br />
RELAÇÕES ENTRE C, τ, d,<br />
2 Al 3+<br />
(aq)<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
+ 3 SO 2–<br />
4(aq)<br />
proporção 1 mol 2 mol 3 mol<br />
solução 0,2 mol/L 0,4 mol/L 0,6 mol/L<br />
0,2 M: [Al2(SO4) 3] = 0,2 mol/L [Al 3+ ] = 0,4 mol/L [SO 2–<br />
4 ] = 0,6 mol/L<br />
123 123 123<br />
= 0,2 M 0,4 M 0,6 M<br />
As várias maneiras, já vistas, <strong>de</strong> expressar as concentrações po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong>terminadas<br />
pelas seguintes fórmulas:<br />
C = m 1<br />
V<br />
m1 τ = d =<br />
m<br />
m<br />
V<br />
= n 1<br />
V<br />
concentração título <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> concentração<br />
comum da solução em mol/L<br />
as quais apresentam algumas gran<strong>de</strong>zas em comum, o que permite relacioná-las entre si.<br />
CEDOC<br />
C = d . τ = . M 1<br />
unida<strong>de</strong>s: g/L = g/L = mol . g<br />
L mol<br />
Água oxigenada a 10 volumes<br />
Você já <strong>de</strong>ve ter notado que a água oxigenada é vendida em frascos<br />
escuros ou em plásticos opacos. Isso se <strong>de</strong>ve ao fato <strong>de</strong> a luz ser<br />
um dos fatores responsáveis pela sua <strong>de</strong>composição (fotólise), na qual<br />
ocorre a liberação <strong>de</strong> gás oxigênio. Assim, as concentrações das<br />
<strong>soluções</strong> <strong>de</strong> água oxigenada são <strong>de</strong>finidas em função do volume <strong>de</strong><br />
O2(g) liberado (medido nas CNTP) por unida<strong>de</strong> <strong>de</strong> volume da solução.<br />
Dessa maneira, uma água oxigenada <strong>de</strong> concentração 10 volumes<br />
libera 10 litros <strong>de</strong> O2(g) por litro <strong>de</strong> solução. Para obtermos 1 litro <strong>de</strong><br />
uma solução <strong>de</strong> água oxigenada a 10 volumes, <strong>de</strong>vemos dissolver<br />
uma massa (m1) <strong>de</strong> H2O2 em água, que irá liberar, na sua <strong>de</strong>composição,<br />
10 litros <strong>de</strong> O2, medidos nas CNTP.<br />
A <strong>de</strong>terminação da massa (m1) é feita da seguinte maneira:<br />
(massa molar do H2O2 = 34 g mol –1 A enzima catalase, presente<br />
no sangue, acelera<br />
a <strong>de</strong>composição da<br />
água oxigenada.<br />
)<br />
H2O2 H2O + 1/2 O2 34 g 11,2 L (CNTP)<br />
1 mol 0,5 mol m1 10 L<br />
m 1 = 34 g · 10 L ⇒ m 1 = 30,3 g <strong>de</strong> H 2O 2<br />
11,2 L<br />
Assim, a massa m 1 = 30,3 g <strong>de</strong> H 2O 2 é a necessária para produzir 1,0 litro <strong>de</strong> solução <strong>de</strong><br />
água oxigenada a 10 volumes.
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
✔<br />
EXERCÍCIO RESOLVIDO<br />
(ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) Para a prevenção <strong>de</strong> cáries, em substituição à aplicação local <strong>de</strong> flúor<br />
nos <strong>de</strong>ntes, recomenda-se o consumo <strong>de</strong> "água fluoretada". Sabendo que a porcentagem, em<br />
massa, <strong>de</strong> fluoreto <strong>de</strong> sódio na água é <strong>de</strong> 2 · 10 –4 %, um indivíduo que bebe 1 litro <strong>de</strong>ssa água,<br />
diariamente, terá ingerido uma massa <strong>de</strong>sse sal igual a: (<strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> da água fluoretada:<br />
1,0 g/mL)<br />
a) 2 · 10 –3 g. c) 4 · 10 –3 g. e) 6 · 10 –3 g.<br />
b) 3 · 10 –3 g. d) 5 · 10 –3 g.<br />
SOLUÇÃO<br />
O valor da porcentagem em massa indica que existem:<br />
2 · 10 –4 g <strong>de</strong> NaF 100 g <strong>de</strong> solução<br />
Como a <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> da solução é 1,0 g/mL, ou seja, 1 000 g/L, se um indivíduo ingerir 1 L <strong>de</strong>ssa<br />
solução, ele estará ingerindo 1 000 gramas da solução. Então:<br />
100 g <strong>de</strong> solução 2 · 10 –4 g <strong>de</strong> NaF<br />
1 000 g <strong>de</strong> solução x<br />
x = 1 000 g <strong>de</strong> solução · 2 · 10–4 g <strong>de</strong> NaF –3<br />
⇒ x = 2 · 10 g <strong>de</strong> NaF<br />
100 g <strong>de</strong> solução<br />
Outra maneira <strong>de</strong> resolvermos essa questão é pela aplicação da fórmula <strong>de</strong> título (τ):<br />
τ · 100% = % em massa em que: m 1 = ?<br />
123<br />
m1 m = 1 000 g<br />
· 100% = % em massa<br />
m % em massa = 2 · 10 –4 %<br />
m 1<br />
1 000 g<br />
100% = 2 · 10 –4 %<br />
m1 = ⇒ m1 = 2 · 10 –3 2 · 10<br />
g <strong>de</strong> NaF<br />
–4 % · 1 000 g<br />
100%<br />
Exercícios <strong>de</strong> classe<br />
• Concentração comum<br />
1. Uma solução foi preparada adicionando-se<br />
40 g <strong>de</strong> NaOH em água suficiente para produzir<br />
400 mL <strong>de</strong> solução. Calcule a concentração<br />
da solução em g/mL e g/L.<br />
2. Consi<strong>de</strong>re o texto:<br />
“Uma solução que apresenta concentração<br />
60 g/L apresenta .... gramas <strong>de</strong> soluto, por<br />
litro <strong>de</strong> solução. Portanto, em 10 litros <strong>de</strong>ssa<br />
solução <strong>de</strong>vem existir .... gramas <strong>de</strong> soluto.”<br />
I<strong>de</strong>ntifique as palavras que preenchem as<br />
lacunas corretamente.<br />
3. Ao chorar convulsivamente, uma pessoa eliminou<br />
5 mL <strong>de</strong> lágrima. Consi<strong>de</strong>rando que essa<br />
solução apresenta concentração <strong>de</strong> sais igual<br />
a 6 g/L, <strong>de</strong>termine a massa <strong>de</strong> sais eliminados<br />
na crise <strong>de</strong> choro.<br />
4. Consi<strong>de</strong>re o esquema a seguir, do qual foram<br />
retiradas três alíquotas A, B, C, a partir <strong>de</strong> uma<br />
mesma solução aquosa.<br />
5 L<br />
A B 2 L C<br />
0,5 L<br />
C = 10 g/L<br />
1 L<br />
281
282<br />
Responda às seguintes questões:<br />
a) Qual a massa <strong>de</strong> soluto existente no recipiente<br />
A?<br />
b) Calcule a concentração em g/mL da<br />
solução contida no recipiente B.<br />
c) Forneça a concentração em mg/cm 3 da<br />
solução contida no recipiente C.<br />
d) Se toda a água presente na solução original,<br />
após a retirada das três amostras,<br />
fosse evaporada, qual seria a massa <strong>de</strong><br />
soluto obtida?<br />
• Densida<strong>de</strong> da solução<br />
5. Consi<strong>de</strong>re o texto:<br />
“Uma solução aquosa apresenta <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong><br />
igual a 1,2 g/mL. Logo, a massa <strong>de</strong> cada mililitro<br />
<strong>de</strong>ssa solução é igual a .... . Assim, um<br />
litro <strong>de</strong>ssa solução apresenta uma massa<br />
<strong>de</strong> .... .”<br />
I<strong>de</strong>ntifique as palavras que preenchem corretamente<br />
as lacunas.<br />
6. Uma solução foi preparada <strong>mistura</strong>ndo-se 20 g<br />
<strong>de</strong> um sal em 200 g <strong>de</strong> água. Consi<strong>de</strong>randose<br />
que o volume da solução é igual a 200 mL,<br />
<strong>de</strong>termine sua <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> em g/mL e g/L.<br />
7. Uma solução cuja <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> é 1 150 g/L foi<br />
preparada dissolvendo-se 160 g <strong>de</strong> NaOH em<br />
760 cm 3 <strong>de</strong> água. Determine a massa da<br />
solução obtida e seu volume.<br />
(Dado: <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> da água = 1,0 g/cm 3 )<br />
• Título, porcentagem em massa e ppm<br />
8. Uma solução foi preparada pela dissolução <strong>de</strong><br />
40 gramas <strong>de</strong> açúcar em 960 gramas <strong>de</strong> água.<br />
Determine seu título e sua porcentagem em<br />
massa.<br />
9. Um frasco, existente no laboratório, apresenta<br />
o seguinte rótulo:<br />
63% em massa<br />
<strong>de</strong> ácido nítrico<br />
(HNO3) 63% em massa<br />
<strong>de</strong> ácido nítrico<br />
(HNO 3 )<br />
Com base nesse rótulo, resolva:<br />
a) Qual a massa <strong>de</strong> ácido nítrico (HNO 3) existente<br />
em 100 gramas da solução?<br />
b) Calcule a massa <strong>de</strong> água existente em 100<br />
gramas da solução.<br />
c) Determine as massas <strong>de</strong> água e ácido nítrico<br />
presentes em 500 gramas <strong>de</strong>ssa solução.<br />
d) Qual é o título <strong>de</strong>ssa solução?<br />
10. Calcule a massa, em gramas, do solvente<br />
contido em uma bisnaga <strong>de</strong> xilocaína a 2% e<br />
massa total 250 g.<br />
11. (Puccamp-SP) Tem-se um frasco <strong>de</strong> soro glicosado<br />
a 5% (solução aquosa <strong>de</strong> 5% em<br />
massa <strong>de</strong> glicose). Para preparar 1 kg <strong>de</strong>sse<br />
soro, quantos gramas <strong>de</strong> glicose <strong>de</strong>vem ser<br />
dissolvidos em água?<br />
a) 5,0 · 10 –2<br />
d) 50<br />
b) 0,50 e) 5,0 · 10 2<br />
c) 5,0<br />
12. (Puccamp-SP) No rótulo <strong>de</strong> uma garrafa <strong>de</strong><br />
“água mineral” lê-se, entre outras coisas:<br />
Conteúdo: 1,5 L<br />
Bicarbonato <strong>de</strong> cálcio: 20 ppm<br />
A massa do bicarbonato <strong>de</strong> cálcio, no conteúdo<br />
da garrafa, é:<br />
mg <strong>de</strong> soluto<br />
(Dados: ppm = )<br />
litro <strong>de</strong> solução aquosa<br />
a) 0,03 g. c) 0,01 g. e) 150 mg.<br />
b) 0,02 g. d) 0,06 g.<br />
13. Segundo o US Public Helth Service (Serviço<br />
<strong>de</strong> Saú<strong>de</strong> Pública dos Estados Unidos), a<br />
água potável <strong>de</strong>ve ter, no máximo, 0,05% <strong>de</strong><br />
sais dissolvidos. Transforme essa porcentagem<br />
em massa em ppm.<br />
14. (UECE) A fluoretação das águas <strong>de</strong> abastecimento<br />
público é a medida mais abrangente,<br />
segura, econômica e <strong>de</strong>mocrática <strong>de</strong> se<br />
diminuir a incidência <strong>de</strong> cáries <strong>de</strong>ntárias.<br />
Sabendo-se que a dose <strong>de</strong> flúor que ocasiona<br />
prejuízos à saú<strong>de</strong> é <strong>de</strong> 5 mg por kg <strong>de</strong> "peso<br />
corporal", então o número <strong>de</strong> litros <strong>de</strong> água<br />
fluoretado com 0,7 ppm em flúor, que po<strong>de</strong><br />
ocasionar problemas ao organismo <strong>de</strong> um<br />
indivíduo com 70 kg é:<br />
a) 250. c) 350.<br />
b) 500. d) 245.<br />
• Concentração em mol/L<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
15. Consi<strong>de</strong>re o texto:<br />
"Uma solução 2,0 mol/L, ou 2,0 M, <strong>de</strong> NaOH<br />
apresenta .... mol <strong>de</strong> soluto para cada litro<br />
<strong>de</strong> solução. Assim, em 10 L <strong>de</strong>ssa solução<br />
encontramos .... mol <strong>de</strong> soluto."<br />
I<strong>de</strong>ntifique as quantida<strong>de</strong>s que preenchem<br />
corretamente as lacunas.<br />
16. Calcule a concentração em mol/L ou molarida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> uma solução que foi preparada dissolvendo-se<br />
18 gramas <strong>de</strong> glicose em água<br />
suficiente para produzir 1 litro da solução.<br />
(Dado: massa molar da glicose = 180 g<br />
mol –1)
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
17. Observe o frasco abaixo que contém uma<br />
solução aquosa <strong>de</strong> ácido sulfúrico (H 2SO 4),<br />
utilizada em laboratório, e responda às<br />
questões a seguir, sabendo que o volume da<br />
solução contida no frasco é<br />
2,0 L.<br />
I — Qual o número <strong>de</strong> mol<br />
do soluto presente<br />
nessa solução?<br />
II — Determine a massa<br />
<strong>de</strong> soluto presente<br />
nessa solução.<br />
III — Qual é o volume<br />
0,1 M<br />
H 2 SO 4<br />
<strong>de</strong>ssa solução que contém 0,01 mol<br />
<strong>de</strong> H 2SO 4?<br />
IV — Calcule a massa <strong>de</strong> soluto presente em<br />
500 mL <strong>de</strong>ssa solução.<br />
(Dado: massa molar do H 2SO 4 = 98 g mol –1 )<br />
18. (Cesgranrio-RJ) O metal mercúrio (Hg) é tóxico,<br />
po<strong>de</strong> ser absorvido, via gastrintestinal,<br />
pelos animais e sua excreção é lenta. A<br />
análise da água <strong>de</strong> um rio contaminado revelou<br />
uma concentração molar igual a<br />
5,0 · 10 –5 M <strong>de</strong> mercúrio. Qual é a massa<br />
aproximada, em mg, <strong>de</strong> mercúrio ingerida por<br />
um garimpeiro, ao beber um copo contendo<br />
250 mL <strong>de</strong>ssa água?<br />
(Dado: massa molar do Hg = 200 g mol –1 )<br />
19. (UFV-MG) Em 100 mL <strong>de</strong> um soro sanguíneo<br />
humano, há 0,585 g <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> sódio<br />
(NaCl). A concentração em quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
matéria <strong>de</strong>ste sal no sangue é, em mol/L:<br />
(Dado: NaCl = 58,5 g/mol)<br />
a) 0,5. c) 0,3. e) 0,1.<br />
b) 0,4. d) 0,2.<br />
20. (Fuvest-SP) A seguir, é apresentada a concentração,<br />
em mg/kg, <strong>de</strong> alguns íons na água<br />
do mar.<br />
Exercícios propostos<br />
• Concentração comum<br />
1. (Puccamp-SP) Evapora-se totalmente o solvente<br />
<strong>de</strong> 250 mL <strong>de</strong> uma solução aquosa <strong>de</strong><br />
MgCl2 <strong>de</strong> concentração 8,0 g/L. Quantos gramas<br />
<strong>de</strong> soluto são obtidos?<br />
a) 8,0. c) 4,0. e) 1,0.<br />
b) 6,0. d) 2,0.<br />
2. (Fuvest-SP) Foi <strong>de</strong>terminada a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
dióxido <strong>de</strong> enxofre em certo local <strong>de</strong> São<br />
Paulo. Em 2,5 m 3 <strong>de</strong> ar foram encontrados<br />
Dentre esses íons, os que estão em menor<br />
e maior concentração molar são respectivamente:<br />
Íon<br />
Mg2+ SO 2–<br />
Na +<br />
Cl –<br />
4<br />
Concentração<br />
1 350<br />
2 700<br />
10 500<br />
19 000<br />
a) Cl – e Mg2+ . d) Mg2+ e Cl – .<br />
b) SO 2–<br />
4 e Na + . e) SO 2–<br />
4 e Cl – .<br />
c) Mg 2+ e Na + .<br />
(Massas atômicas: O = 16; Na = 23; Mg =<br />
24; S = 32; Cl = 35,5)<br />
21. Calcule as concentrações molares dos íons<br />
presentes nas <strong>soluções</strong> 0,002 mol/L das<br />
seguintes substâncias: HClO 4, Ba(OH) 2,<br />
Al(NO 3) 3.<br />
• Relações entre C, d, τ e <br />
22. (UFCE) Qual é a molarida<strong>de</strong> <strong>de</strong> uma solução<br />
aquosa <strong>de</strong> etanol (C 2H 6O) <strong>de</strong> concentração<br />
igual a 4,6 g/L? (massa molar do etanol =<br />
46 g mol –1 )<br />
a) 4,6. d) 0,20.<br />
b) 1,0. e) 0,10.<br />
c) 0,50.<br />
23. (UFRS) O formol é uma solução aquosa <strong>de</strong><br />
metanal (HCHO) a 40%, em massa, e possui<br />
<strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> <strong>de</strong> 0,92 g/mL. Essa solução<br />
apresenta:<br />
a) 920 g <strong>de</strong> metanal em 1 L <strong>de</strong> água.<br />
b) 40 g <strong>de</strong> metanal em 100 mL <strong>de</strong> água.<br />
c) 4 g <strong>de</strong> metanal em 920 g <strong>de</strong> solução.<br />
d) 4 g <strong>de</strong> metanal em 10 g <strong>de</strong> solução.<br />
e) 9,2 g <strong>de</strong> metanal em 100 mL <strong>de</strong> água.<br />
220 µg <strong>de</strong> SO2. A concentração <strong>de</strong> SO2, expressa em µg/m 3 ,é:<br />
a) 0,0111. d) 88.<br />
b) 0,88. e) 550.<br />
c) 55.<br />
3. (UMC-SP) O vinagre contém em média 60 g/L<br />
<strong>de</strong> um ácido.<br />
a) Qual é o ácido?<br />
b) Usando uma colher com vinagre (0,015 L)<br />
como tempero, quantos gramas do referido<br />
ácido estão contidos nesse volume?<br />
283
284<br />
4. (UFPI) Um analgésico em gotas <strong>de</strong>ve ser ministrado<br />
em quantida<strong>de</strong>s <strong>de</strong> 3 mg por quilograma<br />
<strong>de</strong> massa corporal, não po<strong>de</strong>ndo, entretanto,<br />
exce<strong>de</strong>r 200 mg por dose. Sabendo que<br />
cada gota contém 5 mg <strong>de</strong> analgésico, quantas<br />
gotas <strong>de</strong>verão ser ministradas a um<br />
paciente <strong>de</strong> 70 kg?<br />
5. (UnB-DF — mod.) Em um rótulo <strong>de</strong> leite em pó<br />
integral, lê-se:<br />
modo <strong>de</strong> preparar<br />
Coloque o leite integral instantâneo sobre água<br />
quente ou fria, previamente fervida. Mexa ligeiramente<br />
e complete com água até a medida <strong>de</strong>sejada.<br />
Para 1 copo (200 mL) — 2 colheres <strong>de</strong> sopa<br />
bem cheias* (30 g).<br />
composição média do produto em pó:<br />
gordura 26% sais minerais 6%<br />
proteínas 30% água 3%<br />
lactose 35% lecitina 0,2% no pó<br />
* Consi<strong>de</strong>ra-se que 1 colher <strong>de</strong> sopa bem cheia tenha<br />
massa igual a 15 g.<br />
A porcentagem em massa nos indica a quantida<strong>de</strong><br />
em gramas <strong>de</strong> cada componente em<br />
100 g <strong>de</strong> leite em pó.<br />
Calcule a concentração em massa (em g/L)<br />
<strong>de</strong> proteínas em um copo <strong>de</strong> 200 mL <strong>de</strong> leite<br />
preparado.<br />
• Densida<strong>de</strong> da solução<br />
6. 420 mL <strong>de</strong> uma solução aquosa foram<br />
preparados pela adição <strong>de</strong> uma certa massa<br />
<strong>de</strong> NaOH a 400 mL <strong>de</strong> água. Determine a<br />
massa <strong>de</strong> soluto presente nessa solução.<br />
(Dados: <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> da solução = 1,19 g/mL;<br />
<strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> da água = 1,0 g/mL)<br />
7. (UFRN) A massa, em g, <strong>de</strong> 100 mL <strong>de</strong> uma<br />
solução com <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> 1,19 g/mL é:<br />
a) 1,19. d) 100.<br />
b) 11,9. e) 119.<br />
c) 84.<br />
8. (FESP) O volume <strong>de</strong> álcool etílico que <strong>de</strong>vemos<br />
<strong>mistura</strong>r com 80 cm 3 <strong>de</strong> água <strong>de</strong>stilada para<br />
obtermos uma solução alcoólica <strong>de</strong> <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong><br />
0,93 g/cm 3 é (<strong>de</strong>spreze a contração <strong>de</strong> volume<br />
que acompanha a <strong>mistura</strong> <strong>de</strong> álcool com<br />
água): (Dados: d H2O = 1 g/cm 3 ; d C2H5OH =<br />
= 0,79 g/cm 3 )<br />
a) 4 cm 3 . d) 70 cm 3 .<br />
b) 40 cm 3 . e) 65 cm 3 .<br />
c) 60 cm 3 .<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
• Título, porcentagem em massa e ppm<br />
9. A solução aquosa <strong>de</strong> cloreto <strong>de</strong> sódio, vendida<br />
no comércio e usada como colírio ou<br />
para limpeza <strong>de</strong> lentes <strong>de</strong> contato, apresenta<br />
título igual a 0,9%. Determine a massa <strong>de</strong><br />
NaCl contida em 1 L da solução.<br />
10. (FEI-SP) As massas, respectivamente, <strong>de</strong><br />
H2C2O4 e H2O, que <strong>de</strong>vem ser <strong>mistura</strong>das<br />
para preparar 1000 g <strong>de</strong> solução a 5% <strong>de</strong><br />
H2C2O4 são:<br />
a) 60 g e 940 g. d) 108 g e 892 g.<br />
b) 90 g e 910 g. e) 70 g e 930 g.<br />
c) 50 g e 950 g.<br />
11. (Fuvest-SP) Um litro <strong>de</strong> "água <strong>de</strong> lava<strong>de</strong>ira"<br />
custa R$ 0,30. Sua <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> é 1,0 kg por<br />
litro e seu po<strong>de</strong>r alvejante equivale a uma<br />
solução aquosa com cerca <strong>de</strong> 3% em massa<br />
<strong>de</strong> cloro (Cl 2). Calcule quanto se <strong>de</strong>verá<br />
pagar para adquirir uma quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> tal<br />
produto que correspon<strong>de</strong>ria a um mol <strong>de</strong><br />
cloro. (Cl = 35,5)<br />
a) R$ 0,71. d) R$ 2,84.<br />
b) R$ 0,355. e) R$ 1,00.<br />
c) R$ 1,42.<br />
12. (Fuvest-SP) Certo tipo <strong>de</strong> anemia po<strong>de</strong> ser<br />
diagnosticado pela <strong>de</strong>terminação <strong>de</strong> hemoglobina<br />
no sangue. Atribui-se o índice <strong>de</strong><br />
100% à dosagem <strong>de</strong> 16 g <strong>de</strong> hemoglobina<br />
por 100 mL <strong>de</strong> sangue. Para mulheres<br />
sadias, são consi<strong>de</strong>rados normais índices<br />
acima <strong>de</strong> 70%. Supondo-se que o método utilizado<br />
apresente incertezas <strong>de</strong> ± 0,5 g <strong>de</strong><br />
hemoglobina por 100 mL <strong>de</strong> sangue, <strong>de</strong>signe<br />
as pacientes anêmicas <strong>de</strong>ntre as examinadas,<br />
conforme os dados da tabela a seguir:<br />
Número da Dosagem <strong>de</strong> hemoglobina<br />
paciente (g/100 mL <strong>de</strong> sangue)<br />
1<br />
9,7<br />
2 12,3<br />
3<br />
11,0<br />
4<br />
11,5<br />
5 10,2<br />
13. Leia o texto.<br />
”Quando a notação ppm torna-se ina<strong>de</strong>quada<br />
para indicar quantida<strong>de</strong>s muito reduzidas<br />
<strong>de</strong> soluto, os técnicos po<strong>de</strong>m usar a notação<br />
ppb (partes por bilhão).<br />
Por exemplo, 1,0 ppb <strong>de</strong> cádmio nas águas<br />
<strong>de</strong> um rio significa 1,0 g <strong>de</strong> cádmio para um<br />
bilhão <strong>de</strong> gramas (10 9 g) <strong>de</strong> solução.”<br />
Com relação a esse texto, transforme<br />
1,0 ppb <strong>de</strong> cádmio em:<br />
a) ppm; b) % em massa <strong>de</strong> soluto.
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
14. (Puccamp-SP) A dispersão dos gases SO2, NO2,O3, CO e outros poluentes do ar fica<br />
prejudicada quando ocorre a inversão térmica.<br />
Consi<strong>de</strong>re que numa <strong>de</strong>ssas ocasiões a<br />
concentração do CO seja <strong>de</strong> 10 volumes em<br />
1 · 10 6 volumes <strong>de</strong> ar (10 ppm = 10 partes<br />
por milhão). Quantos m 3 1 · 10<br />
<strong>de</strong> CO há em<br />
3 m 3 do ar?<br />
a) 100. c) 1,00. e) 0,010.<br />
b) 10,0. d) 0,10<br />
• Concentração em mol/L<br />
15. (Fuvest-SP) A concentração <strong>de</strong> íons fluoreto<br />
em uma água <strong>de</strong> uso doméstico é <strong>de</strong> 5,0 ·<br />
· 10 –5 mol/litro. Se uma pessoa tomar 3,0<br />
litros <strong>de</strong>ssa água por dia, ao fim <strong>de</strong> um dia,<br />
a massa <strong>de</strong> fluoreto, em miligramas, que<br />
essa pessoa ingeriu é igual a: (massa molar<br />
do fluoreto: 19,0 g/mol)<br />
a) 0,9. c) 2,8. e) 15.<br />
b) 1,3. d) 5,7.<br />
16. (Vunesp-SP) O limite máximo <strong>de</strong> concentração<br />
<strong>de</strong> íon Hg 2+ admitido para seres<br />
humanos é <strong>de</strong> 6 miligramas por litro <strong>de</strong><br />
sangue. O limite máximo, expresso em mol<br />
<strong>de</strong> Hg 2+ por litro <strong>de</strong> sangue, é igual a: (massa<br />
molar <strong>de</strong> Hg = 200 g/mol)<br />
a) 3 · 10 –5 . d) 6.<br />
b) 6 · 10 –3 . e) 200.<br />
c) 3 · 10 –2 .<br />
17. (Fuvest-SP) Tem-se uma solução aquosa 1,0 ·<br />
· 10 –2 molar <strong>de</strong> uréia (composto não-dissociado).<br />
Calcule, para 2,0 · 10 2 mL <strong>de</strong> solução:<br />
(Dados: massa molar da uréia = 60 g/mol;<br />
número <strong>de</strong> Avogadro = 6,0 · 10 23 mol –1 )<br />
a) a massa <strong>de</strong> uréia dissolvida;<br />
b) o número <strong>de</strong> moléculas <strong>de</strong> uréia dissolvida.<br />
18. (Vunesp-SP) No ar poluído <strong>de</strong> uma cida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>tectou-se uma concentração <strong>de</strong> NO2 correspon<strong>de</strong>nte<br />
a 1,0 · 10 –8 mol/L. Supondo<br />
que uma pessoa inale 3 litros <strong>de</strong> ar, o número<br />
<strong>de</strong> moléculas <strong>de</strong> NO2 inaladas por essa pessoa<br />
será igual a:<br />
a) 1,0 · 10 8<br />
d) 2,7 · 10 22<br />
b) 6,0 · 10 15<br />
e) 6,0 · 10 23<br />
c) 1,8 · 10 16<br />
19. (Fuvest-SP) A concentração <strong>de</strong> glicose<br />
(C 6H 12O 6) na urina é <strong>de</strong>terminada pela medida<br />
da intensida<strong>de</strong> da cor resultante da<br />
reação <strong>de</strong>ste açúcar com o ácido 3,5 dinitrosalicílico.<br />
O gráfico mostra a relação entre a<br />
concentração da glicose em solução e a<br />
intensida<strong>de</strong> da cor resultante.<br />
1,0<br />
0,5<br />
0<br />
intensida<strong>de</strong> da cor<br />
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8<br />
glicose<br />
(g/100 mL)<br />
a) Calcule a concentração, em gramas por<br />
litro, <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> glicose que, após<br />
a reação, apresenta intensida<strong>de</strong> <strong>de</strong> cor<br />
igual a 0,8.<br />
b) Calcule o número <strong>de</strong> mol <strong>de</strong> glicose contido<br />
em 150 mL <strong>de</strong>ssa solução.<br />
(massa molar da glicose = 180 g/mol)<br />
(UnB-DF) Leia o texto seguinte para respon<strong>de</strong>r às<br />
questões 20 e 21.<br />
O rótulo <strong>de</strong> uma garrafa <strong>de</strong> água mineral indica<br />
a seguinte composição química provável, em<br />
mg/L:<br />
bicarbonato <strong>de</strong> bário 0,04<br />
bicarbonato <strong>de</strong> estrôncio 0,01<br />
bicarbonato <strong>de</strong> cálcio 4,04<br />
bicarbonato <strong>de</strong> magnésio 2,16<br />
bicarbonato <strong>de</strong> potássio 13,88<br />
óxido <strong>de</strong> alumínio 0,13<br />
óxido <strong>de</strong> silício 30,00<br />
20. Com base no texto e consi<strong>de</strong>rando que, em<br />
uma análise laboratorial, foi encontrado um<br />
resíduo após a evaporação <strong>de</strong> uma amostra<br />
da água mineral, julgue os itens a seguir.<br />
a) A garrafa contém uma solução cujo solvente<br />
é o óxido <strong>de</strong> hidrogênio.<br />
b) O resíduo mencionado po<strong>de</strong>ria ter sido<br />
obtido também pelo processo <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>cantação.<br />
c) Pela composição química fornecida, conclui-se<br />
que essa água mineral é formada<br />
por 7 elementos químicos.<br />
d) A massa provável <strong>de</strong> resíduo obtida na<br />
evaporação <strong>de</strong> 100 mL <strong>de</strong> água será <strong>de</strong><br />
5,026 mg.<br />
21. Consi<strong>de</strong>rando a massa molar do óxido <strong>de</strong> silício<br />
igual a 60 g/mol, julgue os itens a seguir:<br />
a) A concentração do óxido <strong>de</strong> silício na água<br />
mineral é igual a 0,5 mol/L.<br />
b) Em cada litro da água mineral, existem<br />
30 mg <strong>de</strong> silício.<br />
c) Cinco das substâncias indicadas no rótulo<br />
po<strong>de</strong>m ser obtidas por neutralização<br />
parcial do ácido carbônico.<br />
285
286<br />
22. (FMTM-MG) Os metais pesados apresentam<br />
o fenômeno <strong>de</strong> bioacumulação, isto é, suas<br />
concentrações aumentam, progressivamente,<br />
ao longo da ca<strong>de</strong>ia alimentar. A agência<br />
ambiental americana EPA (Environmental<br />
Protection Agency), em 1993, publicou uma<br />
lista <strong>de</strong> reservatórios <strong>de</strong> água potável que<br />
excediam os níveis <strong>de</strong> 15 ppb (partes por bilhão)<br />
<strong>de</strong> chumbo. Centenas <strong>de</strong> cida<strong>de</strong>s e<br />
vilarejos tinham níveis mais altos que 484<br />
ppb. Baseados nestas <strong>de</strong>scobertas, o EPA<br />
estimou níveis <strong>de</strong> chumbo no sangue superiores<br />
a 10 µg/dL, a cada 6 crianças americanas,<br />
com ida<strong>de</strong> abaixo <strong>de</strong> 6 anos.<br />
(Dados: <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> da água = 1 g/mL; massa<br />
molar Pb = 207 g/mol)<br />
a) Se a concentração <strong>de</strong> chumbo em uma<br />
água potável é <strong>de</strong> 100 ppb, quantos gramas<br />
<strong>de</strong> chumbo se consomem ao beber<br />
1 L <strong>de</strong>ssa água?<br />
b) Qual a concentração <strong>de</strong> chumbo nessa<br />
água em mol/L?<br />
23. (UFMS) O sulfato <strong>de</strong> amônio dissolve-se na<br />
água formando uma solução condutora <strong>de</strong><br />
corrente elétrica que contém íons NH + 4 e SO 2–<br />
4.<br />
Em face das informações anteriores, é correto<br />
afirmar:<br />
a) A fórmula do sulfato <strong>de</strong> amônio é<br />
(NH4) 2SO4. b) A equação que representa a dissolução na<br />
água é NH4SO4 NH + 2–<br />
4 + SO4 .<br />
c) A molarida<strong>de</strong> do NH + 4 na solução será igual<br />
2–<br />
à molarida<strong>de</strong> do SO4 .<br />
d) A molarida<strong>de</strong> do NH + 4 na solução será a<br />
2–<br />
meta<strong>de</strong> da molarida<strong>de</strong> do SO4 .<br />
DILUIÇÃO DE SOLUÇÕES<br />
Uma solução po<strong>de</strong> ser preparada<br />
adicionando-se solvente a uma<br />
solução inicialmente mais concentrada.<br />
Este processo é <strong>de</strong>nominado<br />
diluição.<br />
A adição <strong>de</strong> mais solvente provoca<br />
aumento no volume da solução; a<br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> soluto, porém, permanece<br />
constante.<br />
e) Se for dissolvido 0,100 mol <strong>de</strong> sulfato <strong>de</strong><br />
amônio em água para formar 500 mL <strong>de</strong><br />
solução, as concentrações dos íons<br />
amônio e sulfato serão respectivamente<br />
0,400 mol/L e 0,200 mol/L.<br />
f) O sulfato <strong>de</strong> amônio é um composto <strong>de</strong><br />
natureza iônica, mas contém na sua estrutura<br />
ligações covalentes.<br />
• Relações entre C, d, τ e <br />
24. (PUC-MG) Num refrigerante do tipo "cola", a<br />
análise química <strong>de</strong>terminou uma concentração<br />
<strong>de</strong> ácido fosfórico igual a 0,245 g/L.<br />
A concentração <strong>de</strong> ácido fosfórico em mol/L,<br />
nesse refrigerante, é igual a:<br />
a) 2,5 · 10 –3 . d) 5,0 · 10 –2 .<br />
b) 5,0 · 10 –3 . e) 2,5 · 10 –1 .<br />
c) 2,5 · 10 –2 .<br />
25. (UFES) Temos as seguintes <strong>soluções</strong> concentradas:<br />
solvente<br />
Solução<br />
Densida<strong>de</strong> (g/mL)<br />
Porcentagem em<br />
massa<br />
Massa molar (g/mol)<br />
As concentrações molares das <strong>soluções</strong><br />
hidróxido <strong>de</strong> sódio e ácido sulfúrico são,<br />
respectivamente:<br />
a) 13,53 e 14,30.<br />
b) 14,30 e 27,06.<br />
c) 27,06 e 1,35.<br />
d) 14,30 e 13,53.<br />
e) 1,43 e 1,35.<br />
soluto<br />
Como: quantida<strong>de</strong> inicial <strong>de</strong> soluto = quantida<strong>de</strong> final <strong>de</strong> soluto,<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
hidróxido<br />
<strong>de</strong> sódio<br />
ácido<br />
sulfúrico<br />
1,43 1,70<br />
40,0 78,0<br />
40 98<br />
aumento da<br />
massa da<br />
solução
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
po<strong>de</strong>mos ter as seguintes relações entre a solução inicial e a final:<br />
Concentração<br />
comum<br />
Concentração em mol/L<br />
concentração molar<br />
(molarida<strong>de</strong>)<br />
MISTURA DE SOLUÇÕES<br />
Uma solução também po<strong>de</strong> ser preparada a partir da <strong>mistura</strong> <strong>de</strong> outras <strong>soluções</strong>,<br />
procedimento muito comum em indústrias e laboratórios.<br />
Vamos agora estudar alguns casos <strong>de</strong> <strong>mistura</strong> <strong>de</strong> <strong>soluções</strong>.<br />
Mistura <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> sem reação química<br />
Mesmos soluto e solvente<br />
Imaginemos a seguinte situação:<br />
inicial<br />
C = m1<br />
V<br />
= n1<br />
V<br />
Título τ = m1<br />
m<br />
Como po<strong>de</strong>mos notar pelo exemplo, na solução final a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> soluto, a<br />
massa da solução e o volume da solução correspon<strong>de</strong>m às somas <strong>de</strong> seus valores nas<br />
<strong>soluções</strong> iniciais.<br />
Logo, para a solução final, temos:<br />
m 1 = 70 g NaOH<br />
14243<br />
70 g<br />
2,0 L<br />
M 1 = 40 g mol –1 C = = 35 g/L<br />
V = 2,0 L<br />
final<br />
C’ = m1<br />
V’<br />
’= n1<br />
V’<br />
τ’ = m1<br />
m’<br />
A partir <strong>de</strong>sses fatos, vamos estabelecer algumas relações:<br />
solução<br />
A<br />
+<br />
solução<br />
B<br />
relação<br />
C V = C’ V’<br />
V = ’ V’<br />
τ m = τ’ m’<br />
solução<br />
final<br />
m1 V<br />
n1 =<br />
V<br />
n’ 1 = ’ V’ n1" = "V" n1’ + n1" = V ⇒ V = ’V’ + "V"<br />
287
288<br />
Para exemplificar o uso <strong>de</strong>ssas fórmulas, vamos <strong>de</strong>terminar a concentração da<br />
solução final no exemplo dado:<br />
CV = C’V’ + C’’V’’<br />
C · 2,0 L = 20 g/L · 1,0 L + 50 g/L · 1,0 L C = 35 g/L<br />
Mesmo solvente com solutos diferentes<br />
Nesse caso, o que ocorre é uma simples diluição dos dois solutos, pois suas quantida<strong>de</strong>s<br />
permanecem constantes, porém dispersas num volume maior. As concentrações<br />
finais dos dois solutos serão menores que as iniciais.<br />
Vamos estudar a seguinte <strong>mistura</strong>:<br />
0,1 mol<br />
<strong>de</strong> NaCl<br />
1 L<br />
Na solução final:<br />
+ 0,2 mol<br />
<strong>de</strong> C 12 H 22 O 11<br />
n1 0,1 mol<br />
para o NaCl: = = = 0,05 mol/L<br />
V 2 L<br />
n1 0,2 mol<br />
para o C12H22O11: = = = 0,1 mol/L<br />
V 2 L<br />
Da mesma forma como fizemos com a molarida<strong>de</strong>, po<strong>de</strong>mos efetuar cálculos para<br />
as outras maneiras <strong>de</strong> expressar a concentração das <strong>soluções</strong>.<br />
Mistura <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> com reação química<br />
1 L 2 L<br />
Na <strong>mistura</strong> <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> formadas por um mesmo solvente, porém<br />
com solutos diferentes, po<strong>de</strong> ocorrer uma reação química. Essa possível<br />
reação ocorre <strong>de</strong> acordo com uma proporção estequiométrica.<br />
Isso nos permite <strong>de</strong>terminar a concentração <strong>de</strong>sconhecida <strong>de</strong> uma<br />
solução por<br />
a b meio <strong>de</strong> uma<br />
técnica conhecida<br />
por titulação.<br />
Fotos: Thales Trigo<br />
Titulação da solução <strong>de</strong> concentração <strong>de</strong>sconhecida.<br />
A titulação<br />
é muito usada<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
0,1 mol <strong>de</strong> NaCl<br />
0,2 mol <strong>de</strong> C 12H 22O 11<br />
Solução aquosa <strong>de</strong><br />
HCl <strong>de</strong> concentração<br />
<strong>de</strong>sconhecida.<br />
no estudo das reações ácido-base,<br />
com a ajuda <strong>de</strong> indicadores.<br />
Para exemplificar, vejamos como<br />
se <strong>de</strong>termina a concentração<br />
<strong>de</strong>sconhecida <strong>de</strong> uma solução aquosa<br />
<strong>de</strong> HCl, com o auxílio <strong>de</strong> uma<br />
solução aquosa <strong>de</strong> NaOH <strong>de</strong> concentração<br />
conhecida e do indicador<br />
fenolftaleína.<br />
Thales Trigo
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
a) A solução <strong>de</strong> NaOH, <strong>de</strong> concentração conhecida, contida na bureta, é adicionada a<br />
um volume conhecido <strong>de</strong> solução <strong>de</strong> ácido clorídrico, <strong>de</strong> concentração <strong>de</strong>sconhecida,<br />
<strong>mistura</strong>da previamente com a fenolftaleína contida no erlenmeyer.<br />
b) A formação <strong>de</strong> uma coloração rósea no erlenmeyer indica que todo o ácido foi consumido<br />
pela base adicionada. Nesse instante dizemos que foi atingido o ponto <strong>de</strong><br />
equivalência:<br />
nº <strong>de</strong> mol <strong>de</strong> H + = nº <strong>de</strong> mol <strong>de</strong> OH –<br />
e lemos na bureta o volume <strong>de</strong> NaOH gasto.<br />
Para enten<strong>de</strong>r quantitativamente esse procedimento, vamos estudar um exemplo:<br />
para o NaOH<br />
Vgasto na titulação = 10 mL = 10 –2 L<br />
= 0,1 mol/L<br />
n NaOH = · V = 0,1 · 10 –2 = 10 –3 mol <strong>de</strong> NaOH<br />
A reação que ocorre po<strong>de</strong> ser representada por:<br />
NaOH + HCl NaCl + H2O<br />
proporção: 1 mol 1 mol 1 mol<br />
10 –3 mol 10 –3 mol 10 –3 mol<br />
Para neutralizar 10 –3 mol <strong>de</strong> NaOH, <strong>de</strong>vemos ter 10 –3 mol <strong>de</strong> HCl na solução <strong>de</strong> ácido.<br />
para o HCl<br />
123<br />
n = 10 –3 mol<br />
V = 25 mL = 25 · 10 –3 L<br />
123<br />
NaOH 0,1 mol/L<br />
HCl x mol/L + fenolftaleína<br />
50 mL 40 mL<br />
25 mL<br />
10<br />
HCl = = = 0,04 mol/L<br />
V(L)<br />
–3 mol<br />
25 · 10 –3 L<br />
Assim, a concentração mol/L da solução <strong>de</strong> HCl é 0,04 M.<br />
Thales Trigo<br />
n 1<br />
Pela titulação, foi possível<br />
<strong>de</strong>terminar a concentração<br />
da solução.<br />
289
290<br />
✔<br />
proporção<br />
na solução<br />
proporção<br />
na solução<br />
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS<br />
<strong>mistura</strong>: Na<br />
1 mol<br />
5 L<br />
+ : 1 mol em 5 L ⇒ Na + = = 0,20 M<br />
Cl<br />
2,6 mol<br />
5 L<br />
– : 2,6 mol em 5 L ⇒ -<br />
Cl = = 0,52 M<br />
Ca<br />
0,8 mol<br />
5 L<br />
2+ : 0,8 mol em 5 L ⇒ 2+<br />
Ca = = 0,16 M<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
Aqueceu-se um frasco contendo uma solução aquosa <strong>de</strong> CuSO4 5 · 10 –2 molar. O aqueci-<br />
1.<br />
mento foi interrompido quando restavam 100 mL <strong>de</strong> uma solução aquosa <strong>de</strong> CuSO4 1,2 M.<br />
Determine o volume da solução inicial e o volume da água perdida pelo aquecimento.<br />
SOLUÇÃO<br />
O número <strong>de</strong> mol do soluto não irá variar.<br />
mi · Vi = mf · Vf 5 · 10 –2 · Vi = 1,2 · 100 ⇒ Vi = 2 400 mL<br />
Assim, o volume <strong>de</strong> água perdida = Vf – Vi = 2300 mL<br />
Consi<strong>de</strong>re que as <strong>soluções</strong> a seguir foram <strong>mistura</strong>das.<br />
I — 1,0 L NaCl 1,0 M II — 4,0 L CaCl2 0,2 M<br />
Determine a molarida<strong>de</strong> dos íons Na + ,Ca 2+ e Cl – 2.<br />
na solução resultante.<br />
SOLUÇÃO<br />
A partir do conhecimento das molarida<strong>de</strong>s das <strong>soluções</strong> I e II, <strong>de</strong>terminaremos as molarida<strong>de</strong>s<br />
dos íons na <strong>mistura</strong>:<br />
solução I:<br />
solução II:<br />
Uma amostra impura <strong>de</strong> NaOH, <strong>de</strong> massa igual a 8,0 g, foi dissolvida até obter-se 200 mL<br />
<strong>de</strong> solução aquosa. Uma alíquota (amostra líquida) <strong>de</strong> 25 mL <strong>de</strong>ssa solução foi neutralizada<br />
totalmente quando titulada com 40 mL <strong>de</strong> H2SO4 0,25 mol/L. Admitindo que as impurezas não<br />
reagem com o ácido, <strong>de</strong>termine o teor <strong>de</strong> pureza do NaOH. (massa molar do NaOH = 40 g mol –1 3.<br />
)<br />
SOLUÇÃO<br />
Inicialmente, vamos <strong>de</strong>terminar o número <strong>de</strong> mol <strong>de</strong> H2SO4 e o número <strong>de</strong> mol <strong>de</strong> H + consumidos:<br />
n 1<br />
1 NaCl 1 Na + + 1 Cl –<br />
1 mol 1 mol 1 mol<br />
1 mol 1 mol 1 mol<br />
1 CaCl 2 1 Ca 2+ + 2 Cl –<br />
1 mol 1 mol 2 mol<br />
0,8 mol 0,8 mol 1,6 mol<br />
H2SO = n<br />
4 1 = · V(L) H2SO4 2 H + 2–<br />
+ SO<br />
V(L)<br />
4<br />
n1 = 0,25 mol/L · 0,04 L 1 mol 2 mol<br />
n1 = 0,01 mol <strong>de</strong> H2SO4 0,01 mol 0,02 mol
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
Assim, 0,02 mol <strong>de</strong> H + neutraliza 0,02 mol <strong>de</strong> OH – , pois:<br />
1 H + + 1 OH –<br />
Na amostra <strong>de</strong> 25 mL da solução <strong>de</strong> NaOH <strong>de</strong>ve existir, então, 0,02 mol <strong>de</strong> OH – :<br />
25 mL 0,02 mol <strong>de</strong> OH –<br />
0,02 mol · 200 mL<br />
200 mL x 25 mL<br />
x = 0,16 mol <strong>de</strong> OH –<br />
x =<br />
Como: NaOH Na + + OH –<br />
1 mol 1 mol<br />
então: 40 g 1 mol<br />
x 0,16 mol<br />
0,16 mol · 40 g<br />
x = ⇒ x = 6,4 g <strong>de</strong> NaOH<br />
1 mol<br />
H 2O<br />
Portanto, 6,4 g <strong>de</strong> NaOH é a parte pura da amostra <strong>de</strong> 8,0 g. Assim, temos:<br />
8,0 g 100%<br />
6,4 g x<br />
123<br />
123<br />
Exercícios <strong>de</strong> classe<br />
x = 80% <strong>de</strong> pureza<br />
• Diluição <strong>de</strong> solução<br />
1. (UFPI) A uma amostra <strong>de</strong> 100 mL <strong>de</strong> NaOH <strong>de</strong><br />
concentração 20 g/L foi adicionada água suficiente<br />
para completar 500 mL. A concentração,<br />
em g/L, <strong>de</strong>ssa nova solução é igual a:<br />
a) 2. b) 3. c) 4. d) 5. e) 8.<br />
2. (Unicamp-SP) Um dos gran<strong>de</strong>s problemas das<br />
navegações do século XVI referia-se à limitação<br />
<strong>de</strong> água potável que era possível transportar<br />
numa embarcação. Imagine uma situação<br />
<strong>de</strong> emergência em que restaram apenas<br />
300 litros (L) <strong>de</strong> água potável (consi<strong>de</strong>re-a<br />
completamente isenta <strong>de</strong> eletrólitos). A água<br />
do mar não é apropriada para o consumo <strong>de</strong>vido<br />
à gran<strong>de</strong> concentração <strong>de</strong> NaCl (25 g/L),<br />
porém o soro fisiológico (10 g NaCl/L) é. Se<br />
os navegantes tivessem conhecimento da<br />
composição do soro fisiológico, po<strong>de</strong>riam usar<br />
a água potável para diluir água do mar <strong>de</strong><br />
modo a obter soro e assim teriam um volume<br />
maior <strong>de</strong> líquido para beber.<br />
a) Que volume total <strong>de</strong> soro seria obtido com<br />
a diluição se todos os 300 litros <strong>de</strong> água<br />
potável fossem usados para este fim?<br />
b) Consi<strong>de</strong>rando-se a presença <strong>de</strong> 50 pessoas<br />
na embarcação e admitindo-se uma<br />
distribuição eqüitativa do soro, quantos<br />
gramas <strong>de</strong> NaCl teriam sido ingeridos por<br />
cada pessoa?<br />
c) Uma maneira que os navegadores usavam<br />
para obter água potável adicional era recolher<br />
água <strong>de</strong> chuva. Consi<strong>de</strong>rando-se que a<br />
água da chuva é originária, em gran<strong>de</strong><br />
parte, da água do mar, como se explica que<br />
ela possa ser usada como água potável?<br />
3. (Fuvest-SP) Se adicionarmos 80 mL <strong>de</strong> água<br />
a 20 mL <strong>de</strong> uma solução 0,1 molar <strong>de</strong> hidróxido<br />
<strong>de</strong> potássio, obteremos uma solução <strong>de</strong><br />
concentração molar igual a:<br />
a) 0,010. c) 0,025. e) 0,050.<br />
b) 0,020. d) 0,040.<br />
4. (UERJ) Diluição é uma operação muito empregada<br />
no nosso dia-a-dia, quando, por exemplo,<br />
preparamos um refresco a partir <strong>de</strong> um suco<br />
concentrado.<br />
Consi<strong>de</strong>re 100 mL <strong>de</strong> <strong>de</strong>terminado suco em<br />
que a concentração do soluto seja <strong>de</strong> 0,4 mol<br />
L –1 . O volume <strong>de</strong> água, em mL, que <strong>de</strong>verá ser<br />
acrescentado para que a concentração do<br />
soluto caia para 0,04 mol L –1 , será <strong>de</strong>:<br />
a) 1 000. c) 500.<br />
b) 900. d) 400.<br />
291
292<br />
• Mistura <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> sem reação química<br />
5. Um volume <strong>de</strong> 200 mL <strong>de</strong> uma solução aquosa<br />
<strong>de</strong> glicose (C 6H 12O 6) <strong>de</strong> concentração igual<br />
a 60 g/L foi <strong>mistura</strong>da a 300 mL <strong>de</strong> uma<br />
solução <strong>de</strong> glicose <strong>de</strong> concentração igual a<br />
120 g/L. Determine a concentração, em g/L,<br />
da solução final.<br />
6. Uma solução aquosa 2 mol/L <strong>de</strong> NaCl <strong>de</strong><br />
volume 50 mL foi <strong>mistura</strong>da a 100 mL <strong>de</strong><br />
uma solução aquosa <strong>de</strong> NaCl 0,5 mol/L.<br />
Calcule a concentração em mol/L da solução<br />
resultante.<br />
7. (UFPE) A salinida<strong>de</strong> da água <strong>de</strong> um aquário<br />
para peixes marinhos, expressa em concentração<br />
<strong>de</strong> NaCl, é 0,08 M. Para corrigir essa<br />
salinida<strong>de</strong>, foram adicionados 2 litros <strong>de</strong> uma<br />
solução 0,52 M <strong>de</strong> NaCl a 20 litros da água<br />
<strong>de</strong>ste aquário. Qual a concentração final <strong>de</strong><br />
NaCl multiplicada por 100?<br />
• Mistura <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> com reação química<br />
8. (EEM-SP) Um sistema é formado pela <strong>mistura</strong><br />
<strong>de</strong> 0,15 L <strong>de</strong> uma solução aquosa 1,0 M <strong>de</strong><br />
HCl e 250 mL <strong>de</strong> uma solução aquosa 2,0 M<br />
<strong>de</strong> NaOH. Responda às questões a respeito<br />
<strong>de</strong>sse sistema:<br />
a) A solução final (sistema) tem caráter ácido,<br />
básico ou neutro? Justifique.<br />
b) Qual a molarida<strong>de</strong> do reagente em excesso,<br />
caso exista, na solução final?<br />
c) Qual é a molarida<strong>de</strong> do sal produzido na<br />
solução final?<br />
9. (UnB-DF) Calcule o volume, em litros, <strong>de</strong> uma<br />
solução aquosa <strong>de</strong> ácido clorídrico <strong>de</strong> concentração<br />
1,00 mol/L necessário para neutralizar<br />
20,0 mL <strong>de</strong> uma solução aquosa <strong>de</strong> hidróxido<br />
<strong>de</strong> sódio <strong>de</strong> concentração 3,00 mol/L.<br />
Exercícios propostos<br />
1. (EEM-SP) Como proce<strong>de</strong>r para preparar um<br />
litro <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> um sal <strong>de</strong> concentração<br />
0,5 g/L dispondo <strong>de</strong> outra solução, do<br />
mesmo sal, <strong>de</strong> concentração 2,5 g/L?<br />
2. (UFPA) A 50 g <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> H 2SO 4 <strong>de</strong><br />
63% em massa são adicionados 400 g <strong>de</strong><br />
água. A porcentagem em massa <strong>de</strong> H 2SO 4 na<br />
solução obtida é:<br />
a) 7%. c) 10%. e) 16%.<br />
b) 9%. d) 12%.<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
10. (UFMG) O hidróxido <strong>de</strong> sódio (NaOH) neutraliza<br />
completamente o ácido sulfúrico (H 2SO 4),<br />
<strong>de</strong> acordo com a equação:<br />
2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O O volume, em litros, <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong><br />
H2SO4, 1,0 mol/L que reage com 0,5 mol <strong>de</strong><br />
NaOH é:<br />
a) 4,00. c) 1,00. e) 0,25.<br />
b) 2,00. d) 0,50.<br />
11. (UFPR) Necessita-se preparar uma solução<br />
<strong>de</strong> NaOH 0,1 mol/L. Dadas as massas atômicas:<br />
Na = 23, O = 16 e H = 1, pergunta-se:<br />
a) Qual é a massa <strong>de</strong> NaOH necessária para<br />
se preparar 500 mL <strong>de</strong>sta solução?<br />
b) A partir da solução 0,1 mol/L <strong>de</strong> NaOH,<br />
como é possível obter 1 L <strong>de</strong> solução<br />
NaOH, porém, na concentração 0,01<br />
mol/L?<br />
c) Qual o volume <strong>de</strong> HCl 0,05 mol/L<br />
necessário para neutralizar 10 mL <strong>de</strong><br />
solução 0,1 mol/L <strong>de</strong> NaOH?<br />
Justifique suas respostas mostrando os cálculos<br />
envolvidos.<br />
12. (UFPeI-RS — mod.) A <strong>de</strong>terminação do nitrogênio,<br />
em plantas, tornou-se uma análise <strong>de</strong><br />
rotina, po<strong>de</strong>ndo-se <strong>de</strong>terminá-lo em uma<br />
média <strong>de</strong> cem amostras por hora, mediante<br />
método <strong>de</strong>senvolvido pela Embrapa. No<br />
referido método, utilizam-se, entre outros, os<br />
reagentes H 2SO 4 — 1,2 molar, NaOH — 0,75<br />
molar. (Química Nova. n. 1, 1996)<br />
a) Titulando-se 100 mL da solução da base<br />
com o referido ácido, que volume <strong>de</strong>sse<br />
ácido seria utilizado?<br />
b) Como é classificado o ácido sulfúrico quanto<br />
ao número <strong>de</strong> hidrogênios ionizáveis e à<br />
presença <strong>de</strong> oxigênio na estrutura?<br />
c) Qual equação representa a reação <strong>de</strong> neutralização<br />
total <strong>de</strong> NaOH com o ácido?<br />
3. (UFV-MG) O conteúdo <strong>de</strong> etanol (C2H5OH) em uma cachaça é <strong>de</strong> 460 gramas por litro.<br />
Misturou-se 1,0 litro <strong>de</strong>sta cachaça com 1,0<br />
litro <strong>de</strong> água.<br />
(Dado: M C2H5OH = 46 g mol –1 )<br />
a) Calcule a quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> matéria (número<br />
<strong>de</strong> mol) <strong>de</strong> etanol (C2H5OH) na solução<br />
resultante.<br />
b) Calcule a concentração <strong>de</strong> etanol na<br />
solução resultante, em mol/L.
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
4. (UFRJ) A sacarina, que tem massa molecular<br />
183 e fórmula estrutural<br />
H<br />
H<br />
C<br />
C<br />
H<br />
é utilizada em adoçantes artificiais. Cada gota<br />
<strong>de</strong> um certo adoçante contém 4,575 mg <strong>de</strong><br />
sacarina. Foram adicionadas, a um recipiente<br />
contendo café com leite, 40 gotas <strong>de</strong>sse<br />
adoçante, totalizando um volume <strong>de</strong> 200 mL.<br />
a) Determine a molarida<strong>de</strong> da sacarina nesse<br />
recipiente.<br />
b) Quantos mililitros <strong>de</strong> café com leite <strong>de</strong>vem<br />
ser adicionados ao recipiente para que a<br />
concentração da sacarina se reduza a 1/3<br />
da concentração inicial?<br />
5. (ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) Um laboratorista dispõe<br />
<strong>de</strong> solução 2 M <strong>de</strong> H2SO4 e precisa <strong>de</strong><br />
uma solução 0,5 M <strong>de</strong>sse ácido.<br />
a) Determine que volume da solução inicial ele<br />
<strong>de</strong>ve diluir para obter 200 mL da solução<br />
<strong>de</strong>sejada.<br />
b) Calcule a massa em gramas <strong>de</strong> H2SO4 presente<br />
nos 200 mL da solução <strong>de</strong>sejada.<br />
c) Determine a concentração da solução inicial<br />
em gramas/litro.<br />
(Dados: H = 1, O = 16, S = 32)<br />
6. (FEI-SP) “Vamos dar um pau no cólera”<br />
(campanha publicitária anticólera). Isto é<br />
possível com o uso <strong>de</strong> uma solução aquosa<br />
<strong>de</strong> hipoclorito <strong>de</strong> sódio (NaClO) a uma concentração<br />
mínima <strong>de</strong> 1,5 · 10 –5 M. Partindose<br />
<strong>de</strong> uma solução 0,1 M <strong>de</strong> NaClO e consi<strong>de</strong>rando<br />
o volume <strong>de</strong> uma gota igual a<br />
0,05 mL, indique a alternativa que apresenta<br />
o número <strong>de</strong> gotas <strong>de</strong>sta solução, por litro<br />
<strong>de</strong> água, necessário para atingir-se aquela<br />
concentração mínima.<br />
a) 1. c) 3. e) 5.<br />
b) 2. d) 4.<br />
• Mistura <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> sem reação<br />
H<br />
C<br />
C<br />
7. Para originar uma solução <strong>de</strong> concentração<br />
igual a 120 g/L, qual é o volume, em litros,<br />
<strong>de</strong> uma solução aquosa <strong>de</strong> CaCl 2 <strong>de</strong> concentração<br />
200 g/L que <strong>de</strong>ve ser <strong>mistura</strong>do<br />
a 200 mL <strong>de</strong> uma outra solução aquosa <strong>de</strong><br />
CaCl 2 <strong>de</strong> concentração igual a 100 g/L?<br />
C<br />
C<br />
C<br />
SO 2<br />
O<br />
NH<br />
8. (FESP) O volume <strong>de</strong> uma solução <strong>de</strong> hidróxido<br />
<strong>de</strong> sódio 1,5 M que <strong>de</strong>ve ser <strong>mistura</strong>do a<br />
300 mL <strong>de</strong> uma solução 2 M da mesma<br />
base, a fim <strong>de</strong> torná-la solução 1,8 M, é:<br />
a) 200 mL. c) 2 000 mL. e) 350 mL.<br />
b) 20 mL. d) 400 mL.<br />
9. (Cesgranrio-RJ) Um químico precisa preparar<br />
80 mL <strong>de</strong> uma solução ácida 3,0 M, <strong>mistura</strong>ndo<br />
duas <strong>soluções</strong> <strong>de</strong> ácido forte HX: uma<br />
com concentração 5,0 M e outra, 2,5 M. O<br />
volume necessário da solução 5,0 M é:<br />
a) 8 mL. c) 16 mL. e) 32 mL.<br />
b) 10 mL. d) 20 mL.<br />
10. (UFOP-MG) Em um balão volumétrico <strong>de</strong><br />
1000 mL, juntaram-se 250 mL <strong>de</strong> uma<br />
solução 2,0 M <strong>de</strong> ácido sulfúrico com<br />
300 mL <strong>de</strong> uma solução 1,0 M do mesmo<br />
ácido e completou-se o volume até 1 000 mL<br />
com água <strong>de</strong>stilada. Determine a molarida<strong>de</strong><br />
da solução resultante.<br />
11. A, B e C são recipientes que contêm, respectivamente,<br />
10 g <strong>de</strong> NaCl em 50 mL <strong>de</strong> solução<br />
aquosa, 0,20 mol <strong>de</strong> NaCl em 100 mL <strong>de</strong><br />
solução aquosa e 500 mL <strong>de</strong> solução aquosa<br />
<strong>de</strong> MgCl 2 cuja concentração é 1 mol/L.<br />
(Dados: M (Na) = 23 g/mol; M (Mg) = 24,3<br />
g/mol; M (Cl) = 35,5 g/mol)<br />
Determine as concentrações, em mol/L:<br />
a) da solução contida no recipiente A;<br />
b) dos íons cloreto após <strong>mistura</strong>r as<br />
<strong>soluções</strong> contidas nos recipientes B e C;<br />
c) da solução resultante da <strong>mistura</strong> das<br />
<strong>soluções</strong> A e B.<br />
• Mistura <strong>de</strong> <strong>soluções</strong> com reação<br />
12. (Vunesp-SP) O eletrólito empregado em baterias<br />
<strong>de</strong> automóvel é uma solução aquosa <strong>de</strong><br />
ácido sulfúrico. Uma amostra <strong>de</strong> 7,50 mililitros<br />
da solução <strong>de</strong> uma bateria requer<br />
40,0 mililitros <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> sódio 0,75 M<br />
para sua neutralização completa.<br />
a) Calcule a concentração molar do ácido na<br />
solução da bateria.<br />
b) Escreva a equação balanceada da reação<br />
<strong>de</strong> neutralização total do ácido, fornecendo<br />
os nomes dos produtos formados.<br />
13. (UFV-MG)<br />
a) Calcule a massa em gramas <strong>de</strong> hidróxido<br />
<strong>de</strong> sódio (NaOH) necessária para preparar<br />
50,0 mL <strong>de</strong> solução 0,1 M.<br />
(massa molar do NaOH = 40 g/mol)<br />
b) Misturando a solução do item a com<br />
50,0 mL <strong>de</strong> solução HCl 0,3 M, qual será<br />
a molarida<strong>de</strong> do sal formado e do<br />
reagente em excesso?<br />
293
294<br />
14. (Fuvest-SP) O rótulo <strong>de</strong> um produto <strong>de</strong><br />
limpeza diz que a concentração <strong>de</strong> amônia<br />
(NH 3) é <strong>de</strong> 9,5 g/L. Com o intuito <strong>de</strong> verificar<br />
se a concentração <strong>de</strong> amônia correspon<strong>de</strong> à<br />
indicada no rótulo, 5,00 mL <strong>de</strong>sse produto<br />
foram titulados com ácido clorídrico <strong>de</strong> concentração<br />
0,100 mol/L. Para consumir toda<br />
a amônia <strong>de</strong>ssa amostra, foram gastos<br />
25,00 mL do ácido.<br />
Com base nas informações fornecidas:<br />
a)<br />
b)<br />
c)<br />
d)<br />
e)<br />
Qual a concentração<br />
da solução, calculada<br />
com os dados<br />
da titulação?<br />
0,12 mol/L<br />
0,25 mol/L<br />
0,25 mol/L<br />
0,50 mol/L<br />
0,50 mol/L<br />
A concentração<br />
indicada no rótulo<br />
é correta?<br />
sim<br />
não<br />
sim<br />
não<br />
sim<br />
15. (FMMT) Calcule a massa <strong>de</strong> NaOH<br />
necessária para neutralizar totalmente uma<br />
solução <strong>de</strong> 2 L <strong>de</strong> HBr 0,4 M. (massa molar<br />
do NaOH = 40 g mol –1 )<br />
16. (UNA-MG) Um tablete <strong>de</strong> antiácido contém<br />
0,450 g <strong>de</strong> hidróxido <strong>de</strong> magnésio. O volume<br />
<strong>de</strong> solução <strong>de</strong> HCl 0,100 M (aproximada-<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
mente a concentração <strong>de</strong> ácido no estômago),<br />
que correspon<strong>de</strong> à neutralização total do<br />
ácido pela base, é:<br />
(massa molar <strong>de</strong> Mg(OH) 2 = 58 g/mol)<br />
a) 300 mL. d) 0,35 L.<br />
b) 78 mL. e) 0,1 L.<br />
c) 155 mL.<br />
17. (UFCE) Um lote originado da produção <strong>de</strong> vinagre<br />
é submetido ao controle <strong>de</strong> qualida<strong>de</strong>,<br />
quanto ao teor <strong>de</strong> ácido acético (CH3COOH). Uma amostra <strong>de</strong> 50 mL do vinagre é titulada<br />
com hidróxido <strong>de</strong> sódio (NaOH) aquoso. São<br />
consumidos 10 mL <strong>de</strong> NaOH 0,01 mol/L para<br />
encontrar o ponto final <strong>de</strong> titulação com<br />
fenolftaleína. Calcule a concentração em<br />
mol/L <strong>de</strong> ácido acético no vinagre.<br />
H3CCOOH + NaOH H3CCOONa + H2O 18. (UnB-DF) Uma remessa <strong>de</strong> soda cáustica está<br />
sob suspeita <strong>de</strong> estar adulterada. Dispondo<br />
<strong>de</strong> uma amostra <strong>de</strong> 0,5 grama foi preparada<br />
uma solução aquosa <strong>de</strong> 50 mL. Esta solução<br />
foi titulada, sendo consumidos 20 mL <strong>de</strong> uma<br />
solução 0,25 M <strong>de</strong> ácido sulfúrico. Determine<br />
a porcentagem <strong>de</strong> impureza existente na soda<br />
cáustica, admitindo que não ocorra reação<br />
entre o ácido e as impurezas. (massa molar<br />
do NaOH = 40 g mol –1 )<br />
A adição <strong>de</strong> solutos a solventes po<strong>de</strong> originar três tipos <strong>de</strong> sistemas — <strong>soluções</strong>, suspensões<br />
e colói<strong>de</strong>s.<br />
A diferença fundamental entre uma solução e uma suspensão é o tamanho das partículas<br />
dispersas. Existem também <strong>mistura</strong>s cujas partículas dispersas são muito menores do que aquelas<br />
que po<strong>de</strong>m ser vistas a olho nu, mas muito maiores que moléculas individuais. Tais partículas<br />
são <strong>de</strong>nominadas partículas coloidais e, em água, formam os colói<strong>de</strong>s ou suspensões<br />
coloidais.<br />
O tamanho das partículas <strong>de</strong> um colói<strong>de</strong> permite-lhes atravessar um filtro, mas não uma<br />
membrana semipermeável. Essas partículas são suficientemente gran<strong>de</strong>s para refletir e dispersar<br />
a luz.<br />
Essa dispersão da luz é conhecida pelo nome <strong>de</strong> efeito Tyndall.
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
Thales Trigo<br />
Quando um colói<strong>de</strong> é examinado num ultramicroscópio, iluminado lateralmente, observamos<br />
vários pontos luminosos movimentando-se rapidamente, em ziguezague. Esse movimento é<br />
<strong>de</strong>nominado movimento browniano.<br />
A tabela a seguir apresenta algumas das proprieda<strong>de</strong>s das dispersões:<br />
Tipo <strong>de</strong> <strong>mistura</strong><br />
Soluções<br />
Colói<strong>de</strong>s<br />
Suspensões<br />
* 1 nm = 1 nanômetro = 10 –9 m.<br />
Características<br />
das partículas<br />
Efeito Tyndall:<br />
os colói<strong>de</strong>s se<br />
apresentam<br />
translúcidos.<br />
átomos, íons ou<br />
pequenas moléculas<br />
(partículas menores<br />
que 10 nm*)<br />
moléculas gran<strong>de</strong>s<br />
ou grupos <strong>de</strong><br />
moléculas ou íons<br />
partículas muito<br />
gran<strong>de</strong>s e visíveis a<br />
olho nu (partículas<br />
maiores que 1000 nm)<br />
Colói<strong>de</strong>: movimentos<br />
rápidos e em<br />
ziguezague.<br />
Efeito<br />
da luz<br />
transparentes<br />
refletem<br />
a luz (efeito<br />
Tyndall)<br />
opacas<br />
Efeito da gravida<strong>de</strong><br />
(sedimentação)<br />
não sedimentam<br />
não sedimentam<br />
sedimentam<br />
rapidamente<br />
Separação<br />
não são<br />
separáveis por<br />
filtro ou<br />
membrana<br />
semipermeável<br />
separáveis só<br />
por membrana<br />
semipermeável<br />
separáveis<br />
por filtro<br />
A ilustração a seguir nos mostra algumas características dos três tipos <strong>de</strong> <strong>mistura</strong>s.<br />
solução<br />
suspensão<br />
colói<strong>de</strong><br />
(a)<br />
sedimentação<br />
rápida<br />
filtro<br />
membrana<br />
semipermeável<br />
(b) (c)<br />
295
296<br />
Sérgio Luiz Pereira<br />
CLASSIFICAÇÃO DOS COLÓIDES<br />
Depen<strong>de</strong>ndo do tipo da partícula coloidal e do meio dispergente, os colói<strong>de</strong>s po<strong>de</strong>m ser classificados<br />
<strong>de</strong> várias maneiras, ou seja, recebem nomes particulares:<br />
• Aerossol — consiste em um sólido ou um<br />
líquido disperso em um gás.<br />
• Emulsão — são colói<strong>de</strong>s formados por<br />
líquido disperso em outro líquido ou sólido.<br />
Os exemplos mais conhecidos <strong>de</strong>sse tipo <strong>de</strong><br />
colói<strong>de</strong> são a maionese, o queijo e a manteiga.<br />
• Espuma — consiste em um gás disperso em<br />
sólido ou líquido.<br />
O creme <strong>de</strong> leite batido, conhecido por<br />
chantilly, é um colói<strong>de</strong> no qual o ar está disperso<br />
no creme <strong>de</strong> leite.<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
A fumaça é constituída <strong>de</strong> partículas sólidas<br />
dispersas no ar.<br />
• Sol — são colói<strong>de</strong>s formados pela dispersão <strong>de</strong> um sólido em líquido.<br />
O plasma sangüíneo é formado por gran<strong>de</strong>s moléculas orgânicas dispersas em água. A gomaarábica<br />
é um sol composto <strong>de</strong> uma resina extraída <strong>de</strong> uma planta da família das leguminosas<br />
(Acacia vera), dispersa em água.<br />
• Gel — é um colói<strong>de</strong> formado<br />
pela dispersão <strong>de</strong> um líquido<br />
em um sólido. Po<strong>de</strong> ser consi<strong>de</strong>rado<br />
um tipo <strong>de</strong> sol, no<br />
qual as partículas do dispersante<br />
sólido compõem um<br />
retículo contínuo, <strong>de</strong> estrutura<br />
aberta e semi-rígida. Nesse<br />
tipo <strong>de</strong> colói<strong>de</strong>, tanto o disperso<br />
(líquido) como o dispersante<br />
(sólido) são contínuos.<br />
Christof Gunkel<br />
Água dispersa na gelatina. Água em sílica.<br />
Observação:<br />
Muitas vezes é necessária a presença <strong>de</strong> uma substância capaz <strong>de</strong> impedir que os componentes (disperso<br />
e dispersante) <strong>de</strong> uma emulsão se separem. Essas substâncias são <strong>de</strong>nominadas agentes emulsificantes.<br />
No caso do leite, o agente emulsificante é uma proteína, a caseína, que mantém unidas a gordura e a água.<br />
Opção Fotoarquivo<br />
Sérgio Luiz Pereira
Unida<strong>de</strong> 10 — Soluções<br />
Exercícios<br />
1. (Cesgranrio-RJ) Consi<strong>de</strong>re o quadro a seguir:<br />
Proprieda<strong>de</strong><br />
natureza da molécula<br />
efeito da gravida<strong>de</strong><br />
uniformida<strong>de</strong><br />
separabilida<strong>de</strong><br />
Logo, po<strong>de</strong>mos afirmar que:<br />
a) A = solução verda<strong>de</strong>ira; B = suspensão; C = solução coloidal.<br />
b) A = suspensão; B = solução coloidal; C = solução verda<strong>de</strong>ira.<br />
c) A = solução coloidal; B = solução verda<strong>de</strong>ira; C = suspensão.<br />
d) A = solução coloidal; B = suspensão; C = solução verda<strong>de</strong>ira.<br />
e) A = solução verda<strong>de</strong>ira; B = solução coloidal; C = suspensão.<br />
2. Cite duas maneiras que permitam diferenciar<br />
uma suspensão <strong>de</strong> uma solução.<br />
3. O que é efeito Tyndall?<br />
Dispersão A<br />
átomos, íons ou<br />
pequenas moléculas<br />
não sedimenta<br />
homogênea<br />
não po<strong>de</strong> ser separada<br />
por filtração<br />
4. Coloque em or<strong>de</strong>m crescente <strong>de</strong> tamanho as<br />
partículas que constituem as suspensões, as<br />
<strong>soluções</strong> e os colói<strong>de</strong>s.<br />
5. (Unifor-CE) Dentre os seguintes materiais:<br />
I — maionese<br />
II — iogurte<br />
III — azeite <strong>de</strong> oliva<br />
IV — refrigerante<br />
po<strong>de</strong>m ser classificados como dispersões<br />
coloidais:<br />
Dispersão B<br />
macromoléculas ou<br />
grupo <strong>de</strong> moléculas<br />
não sedimenta<br />
não tão homogênea<br />
po<strong>de</strong> ser separada<br />
somente por<br />
membranas especiais<br />
a) I e II. d) II e IV.<br />
b) I e III. e) III e IV.<br />
c) II e III.<br />
6. (Unifor-CE) Maionese e <strong>mistura</strong> <strong>de</strong> sal e óleo<br />
constituem, respectivamente, exemplos <strong>de</strong><br />
sistemas:<br />
a) coloidal e coloidal.<br />
b) homogêneo e heterogêneo.<br />
c) coloidal e homogêneo.<br />
d) homogêneo e homogêneo.<br />
e) coloidal e heterogêneo.<br />
F a ç a v o c ê m e s m o<br />
Preparando colói<strong>de</strong>s<br />
Dispersão C<br />
partículas visíveis<br />
a olho nu<br />
sedimenta rapidamente<br />
heterogênea<br />
po<strong>de</strong> ser separada<br />
por papel <strong>de</strong> filtro<br />
7. O que é um agente emulsificante? Dê um<br />
exemplo.<br />
Como sabemos, água e óleo não se <strong>mistura</strong>m, mesmo quando submetidos a intensa agitação,<br />
pois a água apresenta moléculas polares e os óleos são substâncias apolares. Ao cessarmos a agitação,<br />
em pouco tempo as pequenas partículas <strong>de</strong> óleo obtidas durante esse processo se unem e<br />
formam uma lâmina que flutua sobre a água.<br />
Se pudéssemos impedir que as gotículas <strong>de</strong> óleo se unissem novamente, po<strong>de</strong>ríamos mantêlas<br />
dispersas na água, ou seja, obteríamos uma <strong>mistura</strong> <strong>de</strong> dois líquidos imiscíveis. Os agentes<br />
emulsificantes são substâncias que têm a proprieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> provocar uma interação entre líquidos<br />
imiscíveis, pois apresentam moléculas com uma porção polar e outra apolar. Dois <strong>de</strong>sses agentes<br />
são comuns em nosso dia-a-dia: gema <strong>de</strong> ovo e sabão.<br />
297
298<br />
Um colói<strong>de</strong> comestível<br />
Material<br />
1 gema <strong>de</strong> ovo<br />
1 colher (sopa) <strong>de</strong> suco <strong>de</strong> limão ou vinagre<br />
1 xícara <strong>de</strong> óleo comestível<br />
Procedimento<br />
PARTE 2 — FÍSICO-QUÍMICA<br />
Misture a gema <strong>de</strong> ovo com o suco <strong>de</strong> limão num liquidificador, em velocida<strong>de</strong> baixa. A seguir,<br />
vá adicionando o óleo lentamente. Depois que acabar <strong>de</strong> adicionar o óleo, <strong>de</strong>ixe o liquidificador<br />
em movimento durante dois minutos.<br />
A seguir, coloque uma pequena quantida<strong>de</strong> do colói<strong>de</strong> obtido em uma bolacha salgada ou em<br />
uma fatia <strong>de</strong> torrada e experimente.<br />
Com base no experimento, resolva as seguintes questões:<br />
a) I<strong>de</strong>ntifique o nome comercial <strong>de</strong>sse colói<strong>de</strong>.<br />
b) Qual é a substância dispersante e qual constitui o disperso?<br />
c) Explique a finalida<strong>de</strong> <strong>de</strong> utilizarmos a gema <strong>de</strong> ovo.<br />
d) Representando a gema <strong>de</strong> ovo assim:<br />
144444424444443123<br />
apolar<br />
faça um esquema indicando o papel <strong>de</strong>ssas estruturas na união do dispersante com o disperso.<br />
e) Como esse colói<strong>de</strong> po<strong>de</strong> ser classificado?<br />
f) Qual é a diferença entre esse colói<strong>de</strong> e um aerossol, uma espuma e um gel?<br />
polar