Exercícios sobre concentração em mol/L dos íons

Alternativa “a”.

* Vamos primeiro descobrir o valor da concentração em mol/L da solução de CuF_2(aq):

1000 L de água ---------- 3,5 . 10^–2 mol de CuF_2(aq)

     1 L de água --------------- x

x = 1 . 3,5 . 10^–2
             1000

x = 1 . 3,5 . 10^–2
               10³

x = 1 . 3,5 . 10^{(– 2 – 3)}

x = 3,5 . 10⁵ mol de CuF_2(aq)/ L de água

* Agora vamos escrever a equação de dissociação iônica e relacionar com os respectivos coeficientes para descobrir a concentração em mol/L de cada íon na solução:

CuF_2(aq) → Cu²⁺_(aq) + 2 F^–_(aq)

1 mol 1 mol 2 mol

3,5 . 10⁵ mol 3,5 . 10⁵ mol 2 . 3,5 . 10⁵ mol

3,5 . 10⁵ mol/L 3,5 . 10⁵ mol/L 7,0 . 10⁵ mol/L

A concentração de Cu²⁺_(aq) ( 3,5 . 10⁵ mol) ultrapassa o valor máximo permitido, que seria de 3,0 . 10⁵ mol. A concentração de F^–_(aq) ( 7,0 . 10⁵ mol) está abaixo do valor máximo permitido, que seria de 8,0 . 10⁵ mol.

Alternativa “a”, “e” e “f”.

a) Verdadeira. Para saber a fórmula do sulfato de amônio, basta inverter as cargas dos íons, que se tornarão os índices um do outro na fórmula: NH₄⁺¹ e SO₄^2-: (NH₄)₂SO₄.

b) Falsa. A equação que representa a dissolução na água não é NH₄SO₄ → NH₄⁺ + SO₄^2-, mas sim

(NH₄)₂SO₄→ 2 NH₄⁺ + SO₄^2-.

c) Falsa. A molaridade do NH₄⁺ na solução não será igual à molaridade do SO₄^2-, pois existem no meio duas vezes mais íons NH₄⁺ do que SO₄^2-.

d) Falsa. A molaridade do NH₄⁺ na solução não será a metade da molaridade do SO₄^2-, mas sim o dobro.

e) Verdadeira. Se for dissolvido 0,100 mol de sulfato de amônio em água para formar 500 mL de solução, as concentrações dos íons amônio e sulfato serão, respectivamente, 0,400 mol/L e 0,200 mol/L. Veja os cálculos:

* Vamos primeiro descobrir o valor da concentração em mol/L da solução de sulfato de amônio:

0,500 L de água ---------- 0,100 mol sulfato de amônio

   1 L de água --------------- x

x = 1 . 0,100
        0,500

x = 0,200 mol de (NH₄)₂SO₄/ L de água

* Agora vamos escrever a equação de dissociação iônica e relacionar com os respectivos coeficientes para descobrir a concentração em mol/L de cada íon na solução:

(NH₄)₂SO₄ → 2 NH₄⁺ + SO₄^2-

1 mol 2 mol 1 mol

0,200 mol/L 0,400 mol/L 0,200 mol/L

f) Verdadeira. O sulfato de amônio é um composto de natureza iônica porque é formado pela ligação iônica entre os íons NH₄⁺ e SO₄^2-, mas contém na sua estrutura ligações covalentes na formação de cada íon. As ligações entre o nitrogênio e os quatro átomos de hidrogênio são covalentes, e as ligações entre o enxofre e os quatro átomos de oxigênio também são covalentes.

Alternativa “b”.

1 HClO_{4 (aq)} → 1 H⁺_(aq) + 1 ClO₄^-_(aq)
  1 mol            1 mol          1 mol
0,02 mol/L    0,02 mol/L    0,02 mol/L

Alternativa “c”.

* Primeiro precisamos descobrir a concentração em quantidade de matéria (mol/L) do sal Al(NO₃)₃ na solução:

M = ____m1__
         MM . V
M = _____63,9 g________
          (213 g/mol) . ( 0,1 L)

M = 3,0 mol/L

Agora podemos descobrir a concentração de cada íon na solução:

                    Al(NO₃)_3(aq) → Al³⁺_(aq) + 3 NO₃^-_(aq)
Proporção:      1 mol           1 mol         3 mol
Solução:     3,0 mol/L       3,0 mol/L  9,0 mol/L

No entanto, o grau de dissociação (α%) do nitrato de alumínio é igual a 80%:

3,0 mol/L de Al³⁺_(aq)   ----------------  100 %
                           x------------------------ 80%
                            x = 80 . 3,0  → x = 2,4 mol/L de íons Al³⁺_(aq)   
                                     100

9,0 mol/L de NO₃^-_(aq)   ----------------  100 %
                            x------------------------ 80%
                            x = 80 . 9,0  → x = 7,2 mol/L de íons SO^2-4(aq)
                                     100