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Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química Ensino Médio, 2º Ano Aspectos quantitativos das soluções (frações molares, Título e densidade)

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES Imagem : Leandro Maranghetti Lourenço/ GNU Free Documentation License ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES É um aspecto muito importante a saber que, nas práticas de química, as reações geralmente ocorrem quando os reagentes estão em solução e, como já foi visto, uma solução tem suas propriedades ligadas a como é estabelecida a proporção entre a quantidade de substância dissolvida (soluto) e a quantidade da que a está dissolvendo (solvente). Consequentemente, para lidar com as soluções, devemos conhecer essa proporção existente entre as quantidades de soluto e solvente ou ainda de soluto e de solução, através de processos de medição e análise. A esse procedimento chamamos de medir, ou quantificar a concentração das soluções. Existem diversas maneiras de determinar a concentração de uma solução. FONTE: http: //crispassinato. wordpress. com/2008/06/18/fisicoquimica-e-iii-ufsc-concentracoes-de-solucoes/ Imagem : El Carlos/ GNU Free Documentation License

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES Um exemplo bastante significativo da importância desses aspectos quantitativos é o que está expresso nos rótulos de alimentos, remédios, desinfetantes etc. “Os rótulos dos alimentos são como uma bula de remédio” O rótulo nutricional dos produtos alimentícios deve apresentar informações como: nome do produto, lista de ingredientes em ordem decrescente de quantidade, conteúdo líquido (em gramas ou mililitros), medida caseira equivalente a porção, lote e prazo de validade, identificação da origem do produto, valor calórico, carboidratos, proteínas, gorduras totais, gorduras saturadas, gordura trans, colesterol, fibra alimentar, cálcio, ferro e sódio.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES Imagem : Dorgan/ GNU Free Documentation License Imagem : Itayba/Disponibilizada por Matanya/ GNU Free Documentation License EXEMPLOS DE RÓTULOS DE ALGUNS PRODUTOS

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES Pode ser gostoso, mas não necessariamente nutritivo. Quem não olha direito o rótulo daquilo que põe no carrinho, corre o risco de ver o ponteiro da balança subir. Mas não basta ler, é preciso entender o que está ali impresso no rótulo para assim fazer a melhor escolha”. FONTE: http: //bbel. uol. com. br/qualidade-de-vida/post/rotulos-de -alimentos-ler-entender-e-comparar. aspx

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES AS CONCENTRAÇÕES DAS SOLUÇÕES Existem diferentes razões que podem ser estabelecidas entre as quantidades de soluto, solvente e solução. Tais razões são denominadas genericamente concentrações. As quantidades de soluto, solvente e solução podem ser expressas em massa (g, kg etc. ), em volume(m. L, cm 3, L, etc. ), em número de moles ou em número de equivalentes. Os tipos mais comuns de concentração são: 1 - Título (T) 2 - Fração molar (X) 3 - Densidade absoluta (d) Utilizaremos o índice 1 para o soluto e o índice 2 para o solvente, enquanto que para a solução não utilizaremos índice. FONTE: www. eebfmazzola. pro. br/joomla/index. php? option=com. . .

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES TÍTULO (TÍTULO EM MASSA) Título é um número puro, isto é, sem unidade, e chamamos de título de uma solução a razão estabelecida entre a massa do soluto (m 1) e a massa dessa solução (m), ambas medidas na mesma unidade. Assim temos: T 1 = m 1/ m 1 + m 2 (em relação ao soluto) ou T 2 = m 2/ m 1 + m 2 (em relação ao solvente) Onde: m 1 = massa do soluto; m 2 = massa do solvente ; m = m 1 + m 2 = massa da solução. FONTE: www. eebfmazzola. pro. br/joomla/index. php? option=com. . .

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES O título também pode ser expresso em porcentagem (P%) em massa do soluto na solução fazendo: P 1 = 100×T Assim, se o título de uma solução e 0, 2, isso significa que P 1 = 100× 0, 2 = 20. Isso quer dizer que a solução apresenta 20% em massa de soluto e, evidentemente, 80% em massa do solvente. FONTE: www. eebfmazzola. pro. br/joomla/index. php? option=com. . .

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIO RESOLVIDO 1. Uma solução é preparada dissolvendo-se 50 g de açúcar em 0, 45 kg de água. Qual o título dessa solução e qual a porcentagem em massa do soluto? Resolução: O açúcar e o soluto: m 1 = 50 g. A água e o solvente: m 2 = 0, 45 kg = 450 g. T = 0, 1 Logo: P 1 = 100×T Þ P 1 = 100× 0, 1 Þ p 1 = 10% Resposta: 0, 1 e 10% em massa do soluto. T = m 1 T = 50 g = 50 g m 1 + m 2 50 g + 450 g 500 g FONTE: www. eebfmazzola. pro. br/joomla/index. php? option=com. . .

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIO RESOLVIDO 2. Uma solução contém 15 g de sal dissolvido em certa quantidade de água. Calcular a massa da solução, sabendo que ela contém 80% em massa de solvente. Resolução: O sal e o soluto: m 1 = 15 g; A água e o solvente: 80%. Como há 80% de solvente, os 20% restantes são de soluto. Então: Este problema poderia também ser resolvido com o auxilio das fórmulas: p 1 = 100 T 20 = 100 T T = 20 = 0, 2 Resposta: m = 75 g T = m 1 0, 2 = 15 m = 15 = 75 g m 0, 2 FONTE: www. eebfmazzola. pro. br/joomla/index. php? option=com. . .

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EM SALA DE AULA 01. Calcular a porcentagem, em massa do soluto, de uma solução formada, quando foram utilizados 40 g de cloreto de sódio para serem dissolvidos em 60 g de água. R: 40% 02. Uma solução aquosa de hidróxido de sódio é preparada, misturando-se 20 g de soluto com 140 g de solvente. Qual a porcentagem, em massa, do soluto na solução? R: 12. 5% 03. (F. F. O. Diamantina-MG) Quantos gramas de água são necessários, a fim de preparar uma solução a 20% em peso, usando 80 g de soluto? R: 320 g

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES 04. (PUC-Camp-SP) Tem-se um frasco de soro glicosado, a 5% (solução aquosa de 5% em massa de glicose). Para preparar 1 kg desse soro, quantos gramas de glicose devem ser dissolvidos em água? R: 50 g 05. (E. E. Mauá-SP) Uma solução de um dado soluto foi preparada a partir de 160 g de água. Se o título da solução é 0, 2, calcule a massa do soluto. R: 40 g 06. A análise revelou que um vinho contém 48 m. L de álcool em cada caneca de 300 m. L. Qual o título em volume desse vinho? E em porcentagem? R: 0, 16 e 16%

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES 07 - Uma solução foi preparada a partir de 160 g de H 2 O e um soluto qualquer. Se o título da solução é de 0, 2. Calcule a massa do soluto e a massa total da solução. Resp. 40 g e 200 g 08 - Determine a porcentagem em massa do soluto de uma solução que contém 75 g de nitrato de prata (Ag. NO 3) dissolvidos em 425 g de água. Resp. 15% 09 - 20 gramas de Na. OH são dissolvidos em 36 gramas de água. Calcule o título da solução e a porcentagem em massa do solvente. Resp. 35, 7%

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES FRAÇÃO MOLAR (FRAÇÃO EM QUANTIDADE DE MATÉRIA) Fração molar é um número puro, isso é, sem unidades que expressam a relação entre as partes e o todo de uma solução. Para uma solução, são consideradas duas frações molares: a fração molar do soluto e a fração molar do solvente. A fração molar do soluto (x 1 = n 1/n = n 1 + n 2) é a razão estabelecida entre o número de moles de moléculas do soluto e o número total de moles de moléculas da solução. A fração molar do solvente (x 2 = n 2/n = n 1 + n 2) é a razão estabelecida entre o número de mols de moléculas do solvente e o número total de mols de moléculas da solução.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES Onde: n 1 = número de mols do soluto; n 2= número de mols do solvente; x 1 = fração molar do soluto; x 2 = fração molar do solvente; e n = n 1 + n 2 = número de mols total da solução. O número de mols pode ser calculado através da razão massa por mol. Assim: n 1 = m 1/ mol 1 e n 2 = m 2/ mol 2 Pode-se provar que para qualquer solução a soma das frações molares (soluto e solvente) é igual a 1. FONTE: http: //w 3. ufsm. br/juca/concentracoes. htm:

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIO RESOLVIDO 01. (PUCC) Se dissolvermos 40 g de hidróxido de sódio em 162 g de água, a quente, a fração molar do soluto será: Dados: Na = 23; O =16; H = 1 Dados: m 1 = 40 g; m 2 = 162 g mol 1 = 40 g; mol 2 = 18 g a) 0, 2 de posse desses dados temos: b) 0, 02 c) 0, 1 n 1 = m 1 / mol 1 = 40: 40 = 1 d) 0, 01 n 2 = m 2 / mol 2 = 162: 18 = 9 e) n. d. a. logo, x 1 = n 1/ n 1 + n 2 = 1/ 1 + 9 = 1/10 = 0, 1

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIO RESOLVIDO 02 : Em uma solução contém 18, 0 g de glicose (C 6 H 12 O 6), 24, 0 g de ácido acético (C 2 H 4 O 2) e 81, 0 g de água. Qual a fração molar de ácido acético na solução? ( C = 12 g/mol; H = 1 g/mol; O = 16 g/mol) Cálculo da massa molar: Fazendo uso da relação x 1 = n 1/ n 1 + n 2 + n 3 Mol 1 = 6. 12 + 12. 1 + 6. 16 = 180 g temos x 2 = 0, 4 / 0, 1 + 0, 4 + 4, 5 = 0, 4 / 5 = 0, 08 Mol 2 = 2. 12 + 4. 1 + 2. 16 = 60 g Mol 3 = 2. 1 + 1. 16 = 18 g Cálculo do nº de mols: n 1 = m 1 / Mol 1 = 18 / 180 = 1/10 = 0, 1 n 2 = m 2 / Mol 2 = 24 / 60 = 0, 4 n 3 = m 3 / Mol 3 = 81 / 18 = 4, 5

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EM SALA DE AULA 01 - Uma solução contém 5 mols de moléculas de soluto dissolvidas em 20 mols de moléculas do solvente. Determine as frações molares do soluto e do solvente. Resp. X 1 = 0, 2 e X 2 = 0, 8 02 - São dissolvidos 12, 6 g de ácido nítrico (HNO 3) em 23, 4 g de água. Calcule as frações molares do soluto e do solvente dessa solução. Resp. X 1 = 0, 133 e X 2 = 0, 866 03 - Em 356, 4 g de água são dissolvidos 68, 4 g de sacarose (C 12 H 22 O 11). Determine as frações molares da sacarose e da água. Resp. X 1 = 0, 01 e X 2 = 0, 999

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES 04. Calcular as frações molares do soluto e do solvente em uma solução que contém 117 g de cloreto de sódio dissolvidos em 324 g de água. R: 0, 1 e 0, 9 05. (FURRN adaptado) Qual a fração molar do soluto e do solvente de uma solução preparada tomando-se 3 mols de glicose e 97 mols de água? R: 0, 03 e 0, 97 06. Qual a fração molar do componente B numa mistura contendo 4 g de A (M=20 g/mol) e 8, 4 g de B (M=28 g/mol)? R: 0, 6 07. (U. F. Fluminense-RJ) Uma solução contém 18 g de glicose (C 6 H 12 O 6), 24, 0 g de ácido acético (C 2 H 4 O 2) e 81, 0 g de água. Qual a fração molar do ácido acético na solução? R: 0, 08

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES 08. (Faap-SP) Uma solução aquosa de Na. Cl apresenta 11, 7% em peso de soluto. Determine as frações molares do soluto e do solvente nessa solução. R: 0, 0392 e 0, 9608 09. Calcule as frações molares do ácido sulfúrico(H 2 SO 4) e da água (H 2 O), numa solução que foi preparada pela dissolução de 98 g de ácido sulfúrico em 162 g de água. R: 0, 1 e 0, 9 10. Uma solução contém 230 g de álcool comum (C 2 H 5 OH) e 360 g de água(H 2 O). Calcule as frações molares do álcool e da água na solução.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES DENSIDADE ABSOLUTA Densidade absoluta (d) de uma solução é a razão estabelecida entre a massa e o volume dessa solução : Podemos expressar matematicamente essa relação da seguinte d = m/v forma: Onde: m = massa da solução; V = volume da solução; d = densidade absoluta da solução. A densidade de uma solução geralmente é expressa nas unidades usuais de massa e volume; por exemplo, se a densidade de uma solução é de 200 g/L, isso significa que cada litro da solução apresenta massa de 200 g.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIO RESOLVIDO 01: Calcular a densidade absoluta em g/cm 3 e em g/L de uma solução que apresenta massa de 50 g e volume de 200 cm 3. Resolução: em g/cm 3: d = m/v = 50 g/ 200 cm 3 = 0, 25 g/cm 3 em g/L: d = m/v = 50 g/ 0, 2 L = 0, 25 g/cm 3 = 250 g/L Resposta: d = 0, 25 g/cm 3 ou d = 250 g/L.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIO RESOLVIDO 02: A densidade absoluta de uma solução é 1, 2 g/cm 3. Calcule o volume ocupado, sabendo que a massa da solução é 48 g. m 1 = 48 g d = 1, 2 g/cm 3 Resolução: de d = m/v obtemos que: v = m/d = 48 g/ 1, 2 g/cm 3 = 40 cm 3 Resposta: 40 cm 3

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO EM SALA DE AULA 1) Uma solução apresenta massa de 30 g e ocupa um volume de 45 cm 3. Qual é a densidade absoluta dessa solução? 2) A densidade absoluta de uma solução é 1, 2 g / cm 3. Calcule o volume ocupado por essa solução, sabendo que a massa da solução é 48 g. 3) A massa de uma solução é 85 g. Calcule o volume dessa solução, que apresenta uma densidade de 2, 7 g/ cm 3 4) A densidade de uma solução é 0, 8 g/L. Determine a massa dessa solução, que apresenta um volume de 700 cm 3.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES QUESTÕES DE VESTIBULAR 01. (UFRGS) O soro fisiológico é uma solução aquosa que contém 0, 9 % em massa de Na. Cℓ. Para preparar 200 m. L dessa solução, a quantidade necessária de Na. Cℓ é de aproximadamente: a) 0, 45 g b) 1, 8 g c) 0, 09 mol d) 0, 18 mol e) 10, 6 g. b) 02 . (UFF-RJ) Dissolve-se 4, 6 g de Na. Cl em 500 g de água “pura”, fervida e isenta de bactérias. A solução resultante foi usada como soro fisiológico na assepsia de lentes de contato. Assinale a opção que indica o valor aproximado da porcentagem, em peso, de Na. Cl existente nesta solução. a) 0, 16% b) 0, 91% c) 0, 32% d) 2, 30% e) 0, 46% 03. (UFBA) Uma solução de densidade igual a 1, 2 g/m. L é formada pela dissolução de 10 g de um sal em 290 g de H 2 O. Calcule, em g/L, a concentração desse sal;

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES 04. (Fuvest-SP) Em uma indústria, um operário misturou, inadvertidamente, polietileno (PE), policloreto de vinila (PVC) e poliestireno (PS), limpos e moídos. Para recuperar cada um destes polímeros, utilizou o seguinte método de separação: jogou a mistura em um tanque contendo água (densidade = 1, 00 g/cm 3), separando, então, a fração que flutuou (fração A) daquela que foi ao fundo (fração B). Depois, recolheu a fração B, secou-a e jogou-a em outro tanque contendo solução salina (densidade = 1, 10 g/cm 3), separando o material que flutuou (fração C) daquele que afundou (fração D). (Dados: densidade na temperatura de trabalho em g/cm 3: polietileno = 0, 91 a 0, 98; poliestireno = 1, 04 a 1, 06; policloreto de vinila = 1, 5 a 1, 42). As frações A, C e D eram, respectivamente: a) PE, PS e PVC b) PS, PE e PVC c) PVC, PS e PE d) PS, PVC e PE e) PE, PVC e PS

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES 05. (ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) Para a prevenção de cáries, em substituição à aplicação local de flúor nos dentes, recomenda-se o consumo de "água fluoretada". Sabendo que a porcentagem, em massa, de fluoreto de sódio na água é de 2 · 10– 4 %, um indivíduo que bebe 1 litro dessa água, diariamente, terá ingerido uma massa desse sal igual a: (densidade da água fluoretada: 1, 0 g/m. L) a) 2 · 10– 3 g. b) 3 · 10– 3 g. c) 4 · 10– 3 g. d) 5 · 10– 3 g. e) 6 · 10– 3 g.

QUÍMICA – 2º ANO DO ENSINO MÉDIO ASPECTOS QUANTITATIVOS DAS SOLUÇÕES REFERÊNCIAS DA INTERNET http: //www. profjoaoneto. com. br/fisicoq/solucoes 1. htm: acessado em 02/07/2012 http: //www. coladaweb. com/exercicios-resolvidos-de-quimica/solucoes-quimicas: acessado em 02/07/2012 http: //www. cetes. com. br/professor/quimica_12011/modulo 1/fisico_quimica_a. pdf: acessado em 02/07/2012 http: //pt. scribd. com/doc/3624054/Quimica-Pre. Vestibular-Impacto-Concentracao-Comum-e-Densidade : acessado em 06/07/2012 http: //exercicios. brasilescola. com/quimica/exercicios-sobre-densidade. htm: acessado em 06/07/2012 http: //bbel. uol. com. br/qualidade-de-vida/post/rotulos-de-alimentos-ler-entender-e-comparar. aspx: acessado em 06/07/2012

Tabela de Imagens n° do direito da imagem como está ao lado da slide foto 2 A Leandro Maranghetti Lourenço/ GNU Free Documentation License 2 B El Carlos/ GNU Free Documentation License 4 A 4 B link do site onde se conseguiu a informação Data do Acesso http: //pt. wikipedia. org/wiki/Ficheiro: Balance-Na. Cl- 28/08/2012 1 mol. jpg http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Kapesni_va 28/08/2012 ha_KERN_-_TCB_-_01. jpg Dorgan/ GNU Free Documentation License http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Hydrogen_ 28/08/2012 fluoride. JPG Itayba/Disponibilizada por Matanya/ GNU http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Iv 128/08/2012 Free Documentation License 07_014. jpg