Artefatos de aço inoxidável são resistentes à corrosão devid...
Artefatos de aço inoxidável são resistentes à corrosão devido a um fenômeno conhecido como passivação, que é a formação de uma fina camada de óxido de cromo na superfície, por ação do ar ou de oxidantes químicos. Sabendo-se que o ácido nítrico (HNO3) na concentração de 1,6 mol/L pode ser usado como agente passivante, qual volume de HNO3 concentrado (em litros) deve ser utilizado para a obtenção de 100 L de solução passivante?
(Dados: MM(HNO3) = 63,0 g/mol; HNO3 concentrado: d = 1,40 g/mL; teor máximo = 65%(m/m))
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Vamos analisar a questão sobre a passivação do aço inoxidável. A passivação é um fenômeno importante que confere resistência à corrosão, um aspecto crucial para a durabilidade dos materiais metálicos, especialmente em ambientes agressivos.
Para resolver esta questão, vamos precisar entender conceitos de química de soluções, como a concentração molar, a densidade, e o cálculo de diluições.
Resumo Teórico:
A passivação do aço inox ocorre pela formação de uma camada protetora de óxido de cromo na superfície do metal. O ácido nítrico (HNO3) é utilizado como agente passivante devido à sua capacidade de oxidar a superfície do aço, promovendo a formação desta camada protetora.
Nesta questão, precisamos calcular o volume de HNO3 concentrado necessário para preparar uma solução de 100 L com uma concentração de 1,6 mol/L.
Justificando a alternativa correta (D - 11,1):
1. **Concentração do HNO3 Concentrado:**
Primeiro, calculamos a concentração molar do HNO3 concentrado utilizando a densidade (1,40 g/mL) e o teor máximo (65% m/m):
- Densidade dá 1,40 g/mL → 1400 g/L.
- Como o ácido tem 65% de pureza, temos 910 g de HNO3 puro por litro de solução concentrada.
- Massa molar (MM) do HNO3 é 63 g/mol.
- Concentração molar = 910 g/L ÷ 63 g/mol = 14,44 mol/L.
2. **Cálculo do volume necessário:**
- Usando a equação de diluição \( C_1 \times V_1 = C_2 \times V_2 \), onde \( C_1 \) é a concentração do concentrado, \( V_1 \) é o volume necessário, \( C_2 \) é a concentração desejada, e \( V_2 \) é o volume final da solução.
- Substituindo os valores: \( 14,44 \, \text{mol/L} \times V_1 = 1,6 \, \text{mol/L} \times 100 \, \text{L} \)
- Resolvendo para \( V_1 \):
\( V_1 = \frac{1,6 \, \text{mol/L} \times 100 \, \text{L}}{14,44 \, \text{mol/L}} = 11,1 \, \text{L} \)
Portanto, o volume necessário de ácido nítrico concentrado é 11,1 L.
Análise das alternativas incorretas:
- A - 4,7: Considera uma concentração errada do concentrado.
- B - 7,2: Subestima a quantidade necessária, não considerando corretamente a pureza do ácido.
- C - 10,1: Próximo do valor correto, mas com erro nos cálculos intermédios.
- E - 15,5: Superestima o volume necessário, ignorando a concentração correta do ácido concentrado.
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1 - CÁLCULO DA MOLARIDADE INICIAL
M = ( 1000 x D x T% ) / MM
M = ( 1000 x 1,4 x 0,65 ) / 63
M = 14,44
2 - CÁLCULO DO VOLUME INICIAL
Mi x Vi = Mf x Vf
14,44 x Vi = 1,6 x 100
Vi = 11,1 mo/L (aproximadamente)
ALTERNATIVA D
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