Exercício Resolvido b Misturas e Soluções Química

A concentração $\left(C\right)$ de uma solução é a quantidade de soluto que está dissolvida em uma determinada quantidade de solvente. O seu cálculo pode ser feito pela razão entre o número de mols de soluto $\left(n\right)$ sobre volume total da solução $\left(V\right)$, essa razão também é conhecida como molaridade.

$C=\dfrac{n}{V}$

OBSERVAÇÃO: O número de mols $\left(n\right)$ é obtido pela razão entre a massa $\left(m\right)$ e o número de mols $\left(MM\right)$.

Lembre-se que uma solução é uma mistura homogênea composta por duas ou mais substâncias diferentes. Classificamos uma solução entre soluto e solvente.

$\blacktriangleright$ O soluto é a substância em menor concentração que será dissolvida.

$\blacktriangleright$ O solvente é a substância em maior concentração que irá dissolver o soluto.

Depois desta revisão teórica, vamos para o exercício. Precisamos calcular a concentração de íons potássio. Vamos seguir três passos para resolver o exercício:

Passo 1: Analisar as reações de dissociação dos sais elencados e suas respectivas massas molares

Pela tabela periódica, temos as seguintes massas molares: $MM_K = 39\ u$, $MM_{Cl} = 35,5\ u$, $MM_S= 32\ u$, $MM_P=31\ u$, $MM_O=16\ u$. Vamos escrever as reações de dissociação dos sais e suas respectivas massas molares:

$KCl \rightarrow K^+ + Cl^- \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ MM= 39+35,5=74,5\ g$

$K_2S \rightarrow 2K^+ + S^{2-}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ MM=2\cdot 39+32=110\ g$

$K_3PO_4 \rightarrow 3K^+ + PO_4^{3-} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ MM=3\cdot 39+31+4\cdot 16=212\ g$

Note que os íons sulfeto estão presentes apenas em um dos reagentes $\left(K_2S\right)$.

$K_2S \rightarrow 2K^+ + S^{2-}\ MM=110\ g$

Passo 2: Calcular a massa total de íons sulfeto

Para determinar a massa total de íons sulfeto temos que analisar a porcentagem deste íon na massa da molécula $K_2S$ . Sabemos que a massa molar da molécula é $100\ g$ e a massa molar do enxofre é $32\ g$, fazendo uma regra de três, temos:

$110\ g \rightarrow 100\%$

$32\ g \rightarrow y$

$y= 29 \%$

Vamos calcular a massa de sulfeto. Vale lembrar que na solução temos $0,500\ g$ de $K_2S$.

$m_{S^{2-}} \% = 0,29 \cdot 0,500 = 0,145\ g$

Passo 3: Calcular a concentração

Podemos encontrar o número de mols ($n$) de íons sulfeto para depois calcular a concentração:

$n_{S^{2-}}= \dfrac{m_t}{MM} = \dfrac{0,145\ g}{32} = 0,0045\ mol$

O exercício informa que o volume total dessa solução é $0,5\ L$:

$C= \dfrac{n}{V} = \dfrac{0,0045}{0,5} = 0,009\ mol \cdot L^{-1}$

Resposta esperada: $\boldsymbol{C = 0,009\ mol \cdot L^{-1}}$