Exercícios: Soluções e preparação

No laboratório deseja-se preparar uma solução aquosa dissolvendo exatamente $4,00\,\text{g}$ de hidróxido de sódio puro, $\mathrm{NaOH}$, em água deionizada até atingir um volume total de $250,0\,\text{mL}$ a $20\,^{\circ}\text{C}$. Dados de massas atômicas: $M(\mathrm{Na}) = 22,99\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{O}) = 16,00\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{H}) = 1,01\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

1. a) Calcule a concentração molar (molaridade) da solução resultante.
2. b) Indique, justificando, qual vidraria volumétrica de precisão deve ser empregada obrigatoriamente para fixar esse volume final.

Há no laboratório uma solução concentrada de ácido clorídrico, $\mathrm{HCl}$, de concentração $2,00\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. É preciso preparar exatamente $500,0\,\text{mL}$ de uma solução diluída de $\mathrm{HCl}$ cuja concentração seja $0,050\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$.

1. a) Calcule o volume de solução concentrada que deve ser medido para realizar essa diluição.
2. b) Do ponto de vista das boas práticas e da segurança no laboratório, explique qual instrumento auxiliar deve ser acoplado indispensavelmente à pipeta para retirar a alíquota e qual prática de risco fica terminantemente proibida.

Um frasco comercial de ácido nítrico concentrado, $\mathrm{HNO}_3$, indica em seu rótulo um teor em massa de $65,0\,\%$ e uma densidade de $1,40\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$ a $20\,^{\circ}\text{C}$. Dados de massas atômicas: $M(\mathrm{H}) = 1,01\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{N}) = 14,01\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{O}) = 16,00\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

1. a) Calcule a massa de ácido nítrico puro presente em $1,00\,\text{L}$ desse reagente comercial.
2. b) Determine a concentração molar dessa solução comercial.

No laboratório faz-se a diluição controlada de uma solução-mãe de sulfato de cobre(II), $\mathrm{CuSO}_4$, cuja concentração inicial é $0,800\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. Com uma pipeta volumétrica transfere-se uma alíquota de $20,0\,\text{mL}$ para um balão volumétrico de $250,0\,\text{mL}$, completando-se depois com água deionizada até $20\,^{\circ}\text{C}$. A vidraria utilizada e o detalhe do ajuste final do menisco são ilustrados a seguir:

1. a) Calcule a concentração molar final da solução diluída obtida no balão volumétrico.
2. b) Uma aluna adiciona água até que o fundo do menisco fique acima do traço de aferição ao observá-lo na altura da marca. Explique se a concentração real será maior ou menor que a calculada, e por que retirar parte dessa solução até o traço não corrige sua concentração.

Misturam-se no laboratório duas soluções aquosas de cloreto de potássio, $\mathrm{KCl}$, sem que ocorra qualquer reação química. A solução A tem um volume de $150,0\,\text{mL}$ e uma concentração de $0,500\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. A solução B tem um volume de $350,0\,\text{mL}$ e uma concentração de $1,200\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. Suponha comportamento ideal com volumes estritamente aditivos a $20\,^{\circ}\text{C}$.

1. a) Calcule a concentração molar final de íons cloreto, $\mathrm{Cl}^-$, na mistura resultante.
2. b) Calcule o volume de água pura que seria necessário evaporar da mistura resultante para que a concentração final de $\mathrm{KCl}$ atinja exatamente $1,500\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$. Em b), compare os volumes a $20\,^{\circ}\text{C}$ e suponha que só se perde água, sem precipitação nem alteração da aditividade de volumes.

Deseja-se preparar $500,0\,\text{mL}$ de uma solução aquosa de ácido sulfúrico, $\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4$, $0,250\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ a partir de um ácido comercial com $96,0\,\%$ de teor em massa e densidade $1,84\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$. Massas atômicas: $M(\mathrm{H}) = 1,01\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{S}) = 32,06\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{O}) = 16,00\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

1. a) Calcule o volume de ácido comercial concentrado que deve ser tomado.
2. b) Descreva a sequência experimental de adição dos reagentes, justificando detalhadamente a norma de segurança específica para evitar acidentes térmicos graves.

Precisa-se preparar exatamente $1,000\,\text{L}$ de uma solução aquosa de cloreto de sódio, $\mathrm{NaCl}$, com uma concentração final de $0,750\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$ a $20\,^{\circ}\text{C}$. No laboratório dispõe-se de três fontes do reagente: solução 1 ($200,0\,\text{mL}$ de $\mathrm{NaCl}$ $0,400\,\text{mol}\cdot\text{L}^{-1}$), solução 2 ($300,0\,\text{mL}$ de $\mathrm{NaCl}$ a $4,50\,\%$ em massa com densidade $1,03\,\text{g}\cdot\text{cm}^{-3}$) e um frasco de $\mathrm{NaCl}$ sólido anidro com $98,0\,\%$ de pureza em massa. Massas atômicas: $M(\mathrm{Na}) = 22,99\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $M(\mathrm{Cl}) = 35,45\,\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$.

1. a) Calcule a quantidade de substância (mols) de $\mathrm{NaCl}$ fornecida conjuntamente pelas soluções 1 e 2.
2. b) Calcule a massa de reagente sólido impuro que deve ser pesada para completar os mols necessários, introduzindo-a no balão volumétrico de $1,000\,\text{L}$ antes de completar finalmente com água deionizada.