Exercícios: As soluções

Para adubar as plantas da varanda, a Nora dissolve $30\ \text{g}$ de adubo solúvel em água até completar $2\ \text{L}$ de solução. A concentração em massa é calculada dividindo os gramas de soluto pelos litros de solução. Qual é a concentração do adubo, em $\text{g/L}$?

Para fazer gargarejos, o Marcos dissolve $5\ \text{g}$ de sal em $95\ \text{g}$ de água.

1. a) Quantos gramas de solução você obtém no total?
2. b) A porcentagem em massa é calculada dividindo a massa de soluto pela massa total de solução e multiplicando por $100$. Qual é a porcentagem em massa de sal?

Um gel hidroalcoólico caseiro é preparado misturando $30\ \text{mL}$ de álcool com aloe vera até completar $150\ \text{mL}$ de gel. A porcentagem em volume é calculada dividindo o volume de soluto pelo volume total de solução e multiplicando por $100$. Qual é a porcentagem em volume de álcool do gel?

O ar seco é uma solução de gases: $78\ \%$ de nitrogênio, $21\ \%$ de oxigênio e $1\ \%$ de argônio e outros gases, em volume. A figura resume essa composição.

1. a) Qual é o solvente do ar? Justifique a resposta.
2. b) Quantos litros de oxigênio há, aproximadamente, em $10\ \text{L}$ de ar?

No laboratório, você vai preparar $250\ \text{mL}$ de uma solução utilizando um balão volumétrico. Ordene estes passos, que estão desordenados, e explique cada um com suas palavras:

1. a) Completar com água até o traço de referência do gargalo do balão.
2. b) Pesar o soluto na balança.
3. c) Dissolver o soluto em um béquer com um pouco de água.
4. d) Transferir a solução para o balão com a ajuda de um funil e completar com água quase até o traço de referência.

O que significa exatamente «aferir o menisco» (completar até o traço de referência)?

A água sanitária diluída para lavar o chão contém $5\ \text{g}$ de hipoclorito de sódio por litro. Se você encher um balde com $4\ \text{L}$ dessa solução, quantos gramas de hipoclorito há no balde?

Uma bolsa de soro glicosado do hospital tem uma concentração de $5\ \%$ em massa de glicose.

1. a) Quantos gramas de glicose contém uma bolsa de $500\ \text{g}$ de soro?
2. b) E quantos gramas de água?

Complete a frase com as palavras que faltam: «A concentração em gramas por litro relaciona a massa de $\dots$ com o $\dots$ de solução; a porcentagem em massa relaciona a massa de soluto com a $\dots$ total de solução; e a porcentagem em $\dots$ é usada sobretudo quando o soluto é um líquido ou um gás». Dê depois um exemplo de solução para cada uma das três formas de expressar a concentração.

No laboratório, a Ana dissolve $12\ \text{g}$ de nitrato de potássio em água até completar $300\ \text{mL}$ de solução. Calcule a concentração em $\text{g/L}$. Atenção: converta primeiro o volume para litros.

Pedem a você que prepare $500\ \text{mL}$ de uma solução de sulfato de cobre a $8\ \text{g/L}$.

1. a) Quantos gramas de sulfato de cobre você deve pesar?
2. b) Descreva como você prepararia a solução no laboratório, indicando o material que usaria (balança, béquer, funil, balão volumétrico de $500\ \text{mL}$…) e em que momento você completa o volume até a marca de aferição.

Um desinfetante de superfícies indica no rótulo «álcool a $70\ \%$ em volume». Quantos mililitros de álcool há em um frasco de $250\ \text{mL}$ desse desinfetante?

Para limpar a prata, a Júlia prepara uma solução com $40\ \text{g}$ de bicarbonato de sódio em $360\ \text{g}$ de água.

1. a) Que massa total de solução você obtém?
2. b) Calcule a porcentagem em massa de bicarbonato.

O rótulo de uma caixa de leite indica que fornece $125\ \text{mg}$ de cálcio para cada $100\ \text{mL}$ de leite.

1. a) Expresse essa concentração em $\text{g/L}$.
2. b) Quantos miligramas de cálcio você ingere se beber no café da manhã um copo de $200\ \text{mL}$ de leite?

Para lavar o chão, dilua $50\ \text{mL}$ de uma água sanitária de $40\ \text{g/L}$ em água até completar $2\ \text{L}$ de solução. Observe o esquema da diluição.

1. a) Quantos gramas de hipoclorito há nesses $50\ \text{mL}$ de água sanitária?
2. b) Qual é a concentração da solução do balde, em $\text{g/L}$?
3. c) Explique por que a massa de hipoclorito não se altera ao adicionar água, embora a concentração se altere.

Um aquário precisa de um tratamento com $10\ \text{g}$ de um medicamento que é vendido em uma solução de $25\ \text{g/L}$.

1. a) Que volume de solução deve ser medido, em litros?
2. b) Expresse-o em mililitros.

Você tem $50\ \text{mL}$ de uma solução de corante de $36\ \text{g/L}$ e quer obter uma solução de $12\ \text{g/L}$.

1. a) Até que volume final você deve diluí-la com água?
2. b) Que volume de água é necessário adicionar, aproximadamente?
3. c) Confirme o resultado aplicando $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$.

Um laboratório compra uma solução-mãe de um reagente com uma concentração de $60\ \text{g/L}$. Para uma atividade prática você precisa de $500\ \text{mL}$ de solução diluída de $12\ \text{g/L}$.

1. a) Que volume da solução-mãe você deve medir?
2. b) Descreva todo o procedimento no laboratório: que material você usa (pipeta ou proveta, balão volumétrico de $500\ \text{mL}$, conta-gotas…) e o que significa aferir (ou acertar o menisco).
3. c) Por que não basta medir o volume calculado de solução-mãe e adicionar o restante de água medido com uma proveta até completar os $500\ \text{mL}$?

Misturam-se em um mesmo recipiente $200\ \text{mL}$ de uma solução de sal de $30\ \text{g/L}$ com $300\ \text{mL}$ de outra solução de sal de $10\ \text{g/L}$. Suponha que o volume final é a soma dos dois. O esquema mostra a mistura.

1. a) Quantos gramas de sal cada solução fornece?
2. b) Qual é a concentração da mistura, em $\text{g/L}$?
3. c) Por que a concentração final não é $20\ \text{g/L}$, a média das duas concentrações?

Para uma atividade experimental de cristalização, você deve preparar $400\ \text{g}$ de uma solução de nitrato de potássio a $8\ \%$ em massa.

1. a) Quantos gramas de nitrato de potássio e quantos gramas de água você deve pesar?
2. b) Descreva como você prepararia a solução e explique por que, desta vez, não é preciso usar balão volumétrico nem aferir o volume.
3. c) Depois você adiciona mais $100\ \text{g}$ de água. Qual é a nova porcentagem em massa?

Uma fábrica de sucos concentra $800\ \text{kg}$ de suco que tem $12\ \%$ em massa de açúcares. Ao evaporar parte da água, restam $300\ \text{kg}$ de suco concentrado.

1. a) Quantos quilogramas de açúcares havia no início?
2. b) Quantos quilogramas de água evaporaram?
3. c) Qual é a porcentagem em massa de açúcares do suco concentrado?
4. d) Explique por que a porcentagem aumentou, embora não se tenha adicionado nenhum grama de açúcar.

A gasolina E5 que a Sara coloca na moto contém $5\ \%$ em volume de bioetanol.

1. a) Quantos litros de bioetanol há em um tanque de $20\ \text{L}$ de E5?
2. b) A Sara mistura esses $20\ \text{L}$ de E5 com $20\ \text{L}$ de gasolina sem etanol que tinha em um galão. Que porcentagem em volume de etanol a mistura tem agora?
3. c) Explique por que não é correto somar as porcentagens ($5\ \%+0\ \%=5\ \%$) nem manter os $5\ \%$.

Prepara-se uma solução A dissolvendo $18\ \text{g}$ de sal em água até completar $300\ \text{mL}$. Em seguida, retiram-se $100\ \text{mL}$ de A, colocam-se em um balão volumétrico e completa-se com água até $400\ \text{mL}$: essa é a solução B.

1. a) Calcule a concentração de A, em $\text{g/L}$.
2. b) Quantos gramas de sal contêm os $100\ \text{mL}$ retirados de A?
3. c) Calcule a concentração de B a partir desses gramas.
4. d) Confirme que você obtém o mesmo resultado com a fórmula das diluições, $c_1\cdot V_1=c_2\cdot V_2$, e explique por que ela funciona: o que se conserva sempre ao diluir?

Três colegas preparam, cada um, $250\ \text{mL}$ de uma solução de $10\ \text{g/L}$ pesando $2,5\ \text{g}$ de sal, mas cada um comete um erro:

1. a) A Ioana não tara a balança com o vidro de relógio, de modo que, na realidade, pesa menos sal do que pensa.
2. b) O Bruno completa o balão volumétrico acima do traço de referência do gargalo.
3. c) A Carla transfere a solução para o balão volumétrico, mas esquece de recolher com um pouco de água os restos de sal que ficaram grudados no béquer.

Para cada caso, explique em que consiste o erro e justifique se a concentração real da solução fica acima, abaixo ou igual a $10\ \text{g/L}$.

Uma solução de sal tem uma densidade de $1,05\ \text{g/mL}$ e uma concentração de $10\ \%$ em massa.

1. a) Qual é a massa de $1\ \text{L}$ dessa solução?
2. b) Quantos gramas de sal há nesse litro?
3. c) Expresse a concentração em $\text{g/L}$.
4. d) É o mesmo uma solução a $10\ \%$ em massa e uma de $10\ \text{g/L}$? Justifique a resposta com os resultados anteriores.