Exemplo Completo de Soluções Químicas

A solução começa a $80\degree C$. Nessa temperatura, o coeficiente de solubilidade é $168\ g$, como mostra a tabela dada no enunciado.

Então, a massa total de solução para cada $100\ g$ de água é de:

$M_{s} = 168 + 100 = 268\ g$

Como a solução tem uma massa de $800\ g$, vamos fazer uma regra de três para achar a quantidade de sal, tal que:

$268\ g \Leftrightarrow 168\ g\ sal$

$800\ g \Leftrightarrow m_{sal}$

Resolvendo isso, encontramos que:

$m_{sal} = 501,1\ g$

Como a solução tem uma massa $800\ g$ a massa de água é:

$m_{H_{2}O} = 800-501,1=298,9\ g$

Quando o sistema é resfriado, a solubilidade diminui. Com isso, conclui-se que haverá precipitado. Nessa temperatura, a solubilidade é de $20,9\ g$ de sal (como mostra a tabela no início da resolução). Fazendo outra regra de três:

$20,9\ g\ sal \Leftrightarrow 100\ g\ H_{2}O$

$m_{dissol} \Leftrightarrow 298,9\ g$

$m_{dissol} = 62,4\ g\ sal$

Logo, a massa precipitada é de:

$m_{precip} = 438,7\ g$

No item b, é preciso calcular a massa total. Mas já sabemos a massa de água $\left(m_{H_{2}O} =298,9\ g\right)$ e a massa de sal que está diluída $\left(m_{dissol} = 62,4\ g\ sal\right)$. Então, a massa total é

$m_{total}=298,9+62,4=361,3\ g$

Para o item c, primeiro, é preciso achar a porcentagem de sal na solução. Ela é dada pela divisão da massa de sal pela massa total, tal que:

$\%m =\dfrac{m_{sal}}{m_{total}}=\dfrac{62,4}{361,3}= 17,3\%$

Como não temos essa porcentagem em nossa segunda tabela, vamos fazer uma regra de três um pouco diferente. Seria como se fosse uma "interpolação" para acharmos o valor que queremos para uma porcentagem de $17,3$.

Pelos dados da tabela acima, escrevemos que:

$\dfrac{20-12}{17,3 - 12} = \dfrac{1,1326 - 1,0762}{x - 1,0762}$

$x = 1,12\ g/ml$

Por fim, vamos calcular o volume da solução. Lembrando que a massa da solução é de $361,3\ g$.

$d=\dfrac{m}{V}\ \Rightarrow\ V=\dfrac{361,3}{1,12}=322,6\ ml$

Agora, no último item, como o coeficiente aumenta com a temperatura, então a dissolução é endotérmica.

Resposta esperada: $\boldsymbol{m_{precip} = 438,7\ g}$; $\boldsymbol{V=322,6\ ml}$; $\boldsymbol{m_{total}=361,3\ g}$; Dissolução é endotérmica