Cálculos de concentração

Professora Joanna de Paoli

Joanna de Paoli

Concentração Comum (C)

• Indica a quantidade em massa de soluto (m1) que seencontra dissolvida em um volume-padrão.

• Unidade: normalmente em gramas de soluto por litro desolução, mas eventualmente podemos expressá-la emoutras unidades.

C = m1 (g/L)V

Joanna de Paoli

• Transformações de Unidades:

Massa

1 T 1000 Kg

1 Kg 1000 g

1 g 1000 mg

Volume

1 L 1000 mL

1 dm3 1 L

1 cm3 1 mL

Relembrando...

Joanna de Paoli

Exemplo

A presença de 3.10-3 g de etanol por mililitro de sangueem geral causa intoxicação. Considerando que ovolume total de sangue de um adulto é da ordem de 7litros aproximadamente, quantos gramas de etanoldevem estar no sangue para causar intoxicação?

Resolução

3.10-3 g etanol 1 mL sangue

X g etanol 7000 mL sangue (7 L)

X = 21 g etanol no adulto

Joanna de Paoli

(ESCS) O ácido bórico é um eficiente anti-séptico queimpede a proliferação de bactérias e fungos. Por essemotivo, é muito usado em loções e desodorantes. Aconcentração máxima desse ácido, permitida pela Anvisa(Agência Nacional de Vigilância Sanitária), é de 30g/L. Aanálise de 20 mL de uma loção constatou a presença deácido bórico na concentração 100g/L. Determine a massade ácido bórico colocada em excesso nessa amostra.

Exercício 01

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Concentração em Quantidade de Matéria (M)

• É a relação entre a quantidade de matéria do soluto (n1)e o volume da solução em litros (V).

n = quantidade de matéria (mols)

n= m1/MM

MM = massa molar

M = n1 (mol/L)V

M = m1 (mol/L)MM . V

Joanna de Paoli

• Calcular a Massa Molar:

Dados: (C = 12, H = 1, O = 16)

Exemplo

C6H12O6

MM = 6 . 12 + 12 . 1 + 6 . 16

MM = 72 + 12 + 96

MM = 180 g/mol

Relembrando...

Joanna de Paoli

Exemplo

Qual a concentração em quantidade de matéria deuma solução aquosa que, num volume de 800mL,contém 19,6g de H2SO4?

Dados: H = 1g/mol; S = 32g/mol; O = 16g/mol.

Resolução

m1 = 19,6 g

V = 800 mL = 0,8 L

MM (H2SO4) = 98 g/mol

M = m1 (MM . V

M = 19,6 g .98 g/mol . 0,8 L

M = 0,25 mol/L

Joanna de Paoli

Exemplo

O “soro caseiro”, recomendado para evitar a desidrataçãoinfantil, consiste em uma solução aquosa de cloreto desódio (3,5 g/L) e de sacarose (4 g/L). Qual é aconcentração em mol/L de cloreto de sódio nessa solução?

Dado: M(Na) = 23, M(CI) = 35,5 g/mol

Resoluçãom1 = 3,5 gV = 1 LMM (NaCl) = 58,5 g/mol

M = m1 (MM . V

M = 3,5 g .58,5 g/mol . 1 L

M = 0,059 mol/L

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(UnB) O ácido ascórbico é uma importante vitaminahidrossolúvel que, devido às suas características, não éarmazenada pelo organismo. Por isso, é fundamental quesejam ingeridas, regularmente, quantidades suficientesdessa vitamina. Nessa perspectiva, considere quedeterminado medicamento líquido, cujo princípio ativo éo ácido ascórbico, apresente em sua composição 200 mgde vitamina C por mL de medicamento, e que 4 gotasdesse medicamento – quantidade recomendada paracrianças recém-nascidas – tenham sido dissolvidas em 2mL de água fervida e filtrada.

Exercício 02

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Considerando, ainda, a fórmula estrutural da vitamina C,mostrada a seguir, e sabendo que M(C) = 12,0 g/mol,M(O) = 16,0 g/mol, M(H) = 1,0 g/mol e que 1 gotaequivale a 0,05 mL, calcule, em mol/L, a concentração devitamina C na solução resultante (medicamento + água).Multiplique o valor calculado por 102 e despreze a partefracionária de seu resultado, caso exista.

Exercício 02

Joanna de Paoli

Densidade (d)

• É a relação entre a massa (m) e o volume (V) dessasolução.

• Unidade: normalmente é expressa em gramas pormililitros, mas também podemos expressá-la em outrasunidades.

d = m (g/mL)V

ρ =

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Exemplo

A densidade absoluta do mercúrio é 13,6 g/cm3.Calcule o volume ocupado por 680 g dessasubstância.

Resoluçãod = 13,6 g/cm3

V = ?m = 680 g

d = m (V

13,6 g/cm3 = 680 g V

V = 50 cm3 = 50 mL

Joanna de Paoli

(UnB) Dos produtos da destilação fracionada do petróleo,obtêm – se derivados, como o benzeno, que abastecem, commatérias – primas, variados ramos industriais. As reaçõesrepresentadas pelas equações I e II abaixo ilustram a produçãoindustrial da anilina (fenilamina), a partir do benzeno, usada nafabricação e na síntese de medicamentos.

I – C6H6(L) + Cl2(g) C6H5Cl(L) + HCl(g)

II – C6H5Cl(L) + 2NH3(g) C6H5NH2(L) + NH4Cl(S)

Anilina

Na dissolução de anilina em água, cuja solubilidade é 3,7g por100g de água, é estabelecido um equilíbrio que pode serrepresentado pela equação III, a seguir, cuja constante deequilíbrio é Kb = 4,2 x 10-10.

Exercício 03

Joanna de Paoli

No processo de obtenção de anilina, descrito no texto,deseja – se, geralmente, separar qualquer resíduoinorgânico que possam estar presentes contaminando aanilina obtida. No processo de separação desses resíduos,faz – se necessário realizar uma solubilização prévia daanilina em água até a completa saturação da solução.Utilizando as informações contidas no texto II, calcule, emmol/L, a concentração de anilina nessa solução saturada,considerando a densidade dessa solução igual à da águapura e sabendo que M(C) = 12,0 g/mol, M(H) = 1,0 g/mole M(N) = 14,0 g/mol. Multiplique o valor calculado por200 e despreze, caso exista, a parte fracionária doresultado obtido.

Exercício 03

Joanna de Paoli

Título em Massa (T)

• Indica o número de unidades de massa de soluto (m1),existentes em 100 unidades de massa de solução.

• Adimensional.

• Também expresso em porcentagem.

T = m1 )m

T% = T . 100

Joanna de Paoli

Uma bisnaga de xilocaína a 2% em massa e massatotal igual a 250 g apresenta quantos gramas desoluto e solvente?

Exemplo

Resolução250 g pomada 100%X g xilocaína 2%X = 5 g de xilocaína estão presentes na pomada

Joanna de Paoli

Uma solução aquosa de Fe2(SO4)3 tem concentraçãoigual a 320 g/litro e densidade igual a 1,20 g/mL.Calcule o título.

Exercício 04

Joanna de Paoli

Exercício 05(ENEM)

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Exercício 05

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Exercício 06(UnB) Considerando ainda as informações do texto e

que, em 40L de água do mar haja 550g de cloreto de

sódio, faça o que se pede nos itens a seguir.

A) Calcule, em mol/L, a concentração em quantidade de

matéria de cloreto de sódio na água do mar. Multiplique o

valor encontrado por 1.000.

B) Considere que, em um experimento, o processo de

osmose reversa retire água presente na água do mar até

que o volume da solução remanescente seja igual a 20%

do volume inicial. Para essa situação, calcule, em mol/L,

a concentração em quantidade de matéria de cloreto de

sódio na solução remanescente do processo de osmose

reversa. Multiplique o valor encontrado por 100.

Joanna de Paoli

(ESCS) Um aditivo conhecido como MTBE (éter metil t-butílico ou2-metóxi-metil-propano- C5H12O) é adicionado a alguns tipos degasolina para aumentar a octanagem e reduzir a poluição do arcausada por hidrocarbonetos não queimados e pelo monóxido decarbono que sai do escapamento. O composto é mais solúvel emágua do que os hidrocarbonetos; se ocorrer um vazamento degasolina com este aditivo no subsolo de um posto, pode ocorrercontaminação do lençol freático.

• Sabemos que concentrações acima de 15 μg.L-1 desse compostona água pode ocasionar sabor e odor. Em um município, foramanalisadas as concentrações de MTBE em cinco amostras de águarecolhidas em diferentes regiões, com os resultados mostrados natabela a seguir.

Exercício 07

Joanna de Paoli

Dados:Massas molares (g.mol-1) H = 1; C = 12 e O = 161μg = 10-6g

As amostras que apresentaram sabor e odor foram apenas:(A) I e III;(B) II e V;(C) I e II;(D) III, IV e V;(E) IV e V.

Exercício 07

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Exercício 08

(ESCS) Alguns compostos orgânicos presentes no meioambiente são tóxicos. O 2,3,7,8-tetraclorodibenzodioxina(C12H4O2Cl4) é um herbicida muito tóxico que produz efeitoscongênitos, câncer, danos ao fígado, supressão do sistemaimunológico e até a morte. A dose letal desse composto foideterminada em cobaias e é igual a 6,0x10−7g/kg. A dose letalpara um indivíduo de 60 kg é alcançada quando o número demols do herbicida presente no seu organismocorresponde, aproximadamente a:Dados: M(H) = 1, M(O) = 16, M(C) = 12, M(Cl) = 35,5(A) 6,7x1016 (B) 5,4x108 (C) 8,9x106 ;(D) 6,0x10-7 (E) 1,1x10-7

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Exercício 09

(ESCS) A manutenção da qualidade da água é importante para aproteção do meio ambiente e também para a saúde dapopulação. Governos de todo o mundo tentam regularizar aqualidade da água, estabelecendo níveis máximos decontaminação (MCL). Segundo os MCL, a presença do íon nitratoem uma água potável não deve ultrapassar 1,6 x 10-4 mol/L. Deacordo com os MCL, em um reservatório de 100 litros, aquantidade máxima de íon nitrato (em grama) permitidaé, aproximadamente:Dados: M(N) = 14, M(O) = 16

(A) 0,16 (B) 1,0 (C) 1,6 (D) 3,2 (E) 6,2

Joanna de Paoli

Exercício 10

(ESCS) O ácido bórico é um eficiente anti-séptico que impede aproliferação de bactérias e fungos. Por esse motivo, é muitousado em loções e desodorantes. A concentração máxima desseácido, permitida pela Anvisa (Agência Nacional de VigilânciaSanitária), é de 30g/L. A análise de 20 mL de uma loçãoconstatou a presença de ácido bórico na concentração 100g/L.A massa de ácido bórico colocada em excesso nessa amostra foide:(A) 0,4 g (B) 0,6 g (C) 1,4 g (D) 20 g (E) 70 g.

Joanna de Paoli

Questão 01 – 1,4 g

Questão 02 – 010

Questão 03 – 076

Questão 04 – 26,66% ou T = 0,26

Questão 05 – Letra B

Questão 06 – a) 470 b) 235

Questão 07 – Letra E

Questão 08 – Letra E

Questão 09 – Letra B

Questão 10 – Letra C

Gabarito