Uma solução de H2SO4 15% p/v deverá ser utilizada em um labo...

Alternativa Correta: C - 27

Tema Central da Questão:

Esta questão aborda o cálculo de volume necessário de uma solução de ácido sulfúrico 15% p/v (peso/volume) necessário para preparar um determinado volume de solução. Este é um conceito fundamental em química analítica e é frequentemente aplicado em laboratórios para preparar soluções reagentes.

Resumo Teórico:

Uma solução 15% p/v de H₂SO₄ significa que há 15 gramas de H₂SO₄ em cada 100 mL de solução. Para preparar 300 mL de uma solução a 15% p/v, precisamos calcular a quantidade de H₂SO₄ pura necessária.

A pureza da solução inicial de H₂SO₄ é 90% p/p (peso/peso), com densidade de 1,84 g/mL. Assim, precisamos encontrar quantos mL dessa solução concentrada são necessários.

Passo a Passo para Justificar a Alternativa Correta:

• Calculando a massa de H₂SO₄ pura necessária:

300 mL de solução a 15% p/v requerem 45 g de H₂SO₄ pura (300 mL x 15 g/100 mL = 45 g).

• Calculando o volume da solução concentrada:

A solução disponível tem pureza de 90% p/p, o que significa que em cada 100 g de solução há 90 g de H₂SO₄. Assim, para obter 45 g de H₂SO₄, precisamos de:

45 g H₂SO₄ x (100 g solução / 90 g H₂SO₄) = 50 g de solução concentrada

• Convertendo massa para volume:

Usando a densidade de 1,84 g/mL: Volume = Massa / Densidade = 50 g / 1,84 g/mL ≈ 27,2 mL. Aproximadamente, precisamos de 27 mL, que corresponde à alternativa C.

Análise das Alternativas Incorretas:

• A - 11: Muito abaixo do valor calculado, indicando um erro na interpretação do percentual ou na conversão de unidades.
• B - 22: Ainda insuficiente, possivelmente devido a um erro na consideração da pureza.
• D - 33: Levemente acima, o que pode indicar um erro de arredondamento ou cálculo.
• E - 36: Excesso significativo, o que demonstra erro na consideração da densidade ou pureza.

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alguém poderia explicar essa?

Passo 1.

Primeiramente, precisamos saber a concentração inicial do ácido.

Se d (H2SO4) = 1,84 g/mL → 90% pureza: 1,66g/mL

Transformando para mols:

1 mol H2SO4 - 98g , logo 1,66g: 1,69.10^-2 mol (para 1 mL)

Para 1L (por regra de 3): 16,9 mol/L

Passo 2.

Segundo, precisamos saber a concentração equivalente a 15% p/v, sabendo que 15% p/v = 15 g em 100 mL.

Transformando para mols:

1 mol H2SO4 - 98g, logo 15g: 0,15 mol (100 mL)

Para 1L (por regra de 3): 1,5 mol/L

Passo 3.

M1.V1 = M2.V2

Se M1= Concentração inicial (16,9 mol/L), V1= Volume necessário para preparar a solução final,

M2= Concentração da solução final (1,5 mol/L) e V2= Volume final (300mL)

16,9 mol/L . V1 = 1,5 mol/L . 300 mL → V1 = 26,63 mL (Letra C)

Meu raciocínio foi um pouco diferente, mas levou ao mesmo resultado.

Passo 1.

15% p/v de H2SO4 é 15g/100mL de solução. Transformei esse valor para concentração molar:

15g/100mL x 1000mL/L x mol/98g = 1,5mol/L.

Observação: eu prefiro fazer a transformação de forma direta (como mostrado) do que fazer várias regras de três.

Passo 2.

90% de pureza equivale a:

90g ----------- 100g de solução de H2SO4

Como a questão deu o valor da densidade, conseguimos relacionar quanto 100g de solução equivale em mL de solução, usando a equação d=m/v. (m=100g e d=1,84 g/mL), logo o V = 54,3 mL de solução.

90g ----------- 54,3 mL de solução de H2SO4

Passo 3.

Vamos determinar a massa de H2SO4 que são necessárias para preparar a 300mL da solução na concentração de 1,5mol/L e 98g/mol de massa molecular do ácido.

m=C.V.MM = 44,1g.

Substituindo na regra de três para sabermos a quantidade de volume que serão necessários:

90g ----------- 54,3 mL de solução de H2SO4

44,1g --------- x

X = 26,6 mL (Letra C)

Gente... Pra quê isso? Poupem seu tempo de prova. A questão pede só uma diluição, não envolve nenhuma reação química – não precisa de concentração molar pra NADA. O peso molar foi justamente pra fazer candidato perder tempo.

Como estamos lidando com peso/volume, precisamos saber quantos g de reagente precisamos. Se é 15%, significa que a cada 100mL da solução teremos 15g de ácido. Como são 300mL da solução final, precisaremos de 45g de H2SO4 (regra de 3)

Agr precisamos saber o peso real na solução concentrada. 0,9*1,84 = 1,66g/mL Então:

1mL — 1,66g H2SO4

X — 45g X = 45/1,66 ≈ 27mL

Olha o tanto de cálculos economizados. Lembrando: Só vale na situação em que vc não usa molaridade para nada, nem envolve estequiometria.