Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luis Roessler 2023
Para responder às questões de 46 a 48, considere a imagem a seguir, que apresenta diferentes vidrarias empregadas rotineiramente em laboratórios que realizam análises químicas:
Assinale o volume aproximado de ácido sulfúrico e os cuidados que devem ser tomados para o preparo de 750 mL de uma solução do ácido a 1,5 mol . L–1, a partir do produto comercial.
(H = 1; S = 32; O = 16; pureza do ácido sulfúrico = 98%; densidade de 1,8 g . mL–1.)
11 mL de ácido sulfúrico; gotejamento de ácido sulfúrico sobre a água, empregando banho de gelo; máscara de proteção de gases.
110 mL de ácido sulfúrico; gotejamento da água sobre o ácido sulfúrico, em capela de exaustão; óculos e máscara de proteção de gases.
6 mL de ácido sulfúrico; gotejamento do ácido sulfúrico sobre a água, em capela de exaustão; de banho de gelo; jaleco, óculos proteção de gases e máscara.
60 mL de ácido sulfúrico; gotejamento do ácido sulfúrico sobre a água, empregando banho de gelo, em capela de exaustão; óculos e máscara de proteção de gases.
200 mL de ácido sulfúrico; gotejamento de água sobre o ácido sulfúrico, empregando banho de gelo sem a necessidade de capela de exaustão; máscara de proteção de gases.
Resolução
Queremos preparar 0,750 L de solução 1,5 mol L−1 de \(\text{H}_2\text{SO}_4\).
1. Cálculo da quantidade de substância necessária
\[ n = C \cdot V = 1{,}5\;\text{mol L}^{-1}\times 0{,}750\;\text{L}=1{,}125\;\text{mol} \]
2. Massa de ácido puro
Massa molar do ácido:
\(M = 2(1) + 32 + 4(16) = 98\;\text{g mol}^{-1}\)
\[ m_{\text{puro}} = n\,M = 1{,}125\;\text{mol} \times 98\;\text{g mol}^{-1} \approx 110,3\;\text{g} \]
3. Massa de produto comercial
Pureza 98 % (\(w/w\)):
\[ m_{\text{solução}} = \frac{m_{\text{puro}}}{0{,}98} \approx \frac{110,3}{0{,}98} \approx 112,5\;\text{g} \]
4. Volume de concentrado
Densidade \(d=1,8\;\text{g mL}^{-1}\):
\[ V = \frac{m_{\text{solução}}}{d} = \frac{112,5\;\text{g}}{1,8\;\text{g mL}^{-1}} \approx 62,5\;\text{mL} \]
Arredondando para o valor mais próximo presente nas alternativas: ≈ 60 mL.
5. Procedimento seguro
- Adicionar o ácido lenta e gota a gota sobre a água (nunca o inverso) para minimizar o calor liberado.
- Manter o frasco em banho de gelo para controlar a temperatura.
- Executar em capela de exaustão, usando óculos de segurança, jaleco e máscara apropriada.
Essas instruções correspondem exatamente à alternativa D.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Concentração molar (M): \(C = n/V\). Permite calcular moles a partir de volume.
- Porcentagem em massa (w/w): relaciona massa de soluto e massa da solução: \(%m = m_{soluto}/m_{solução}\times100\).
- Densidade (d): \(d = m/V\). Usada para converter massa em volume.
- Diluição de ácidos fortes: “Ácido sobre água, sempre”; uso de capela, EPI, resfriamento.
