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Exercícios sobre concentração em mol/L dos íons

Para resolver estes exercícios sobre concentração em mol/L dos íons, basta saber a concentração em mol/L da solução e a fórmula da substância dissolvida.

Questão 1

(UFMG) O Ministério da Saúde estabelece os valores máximos permitidos para as concentrações de diversos íons na água destinada ao consumo humano. Os valores para os íons Cu2+(aq) e F(aq) estão apresentados nesta tabela:


Tabela com valores de concentração em mol/L de íons em exercício

Um volume de 1000L de água contém 3,5 . 102 mol de CuF2(aq). Considerando-se a concentração desse sistema, é correto afirmar que:

a) apenas a concentração de Cu2+(aq) ultrapassa o valor máximo permitido.

b) apenas a concentração de F(aq) ultrapassa o valor máximo permitido

c)  as concentrações de Cu2+(aq) e F(aq) estão abaixo dos valores máximos permitidos.

d) as concentrações de Cu2+(aq) e F(aq) ultrapassam os valores máximos permitidos.

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Questão 2

(UFMS) O sulfato de amônio dissolve-se na água formando uma solução condutora de corrente elétrica que contém NH4+ e SO42-. Em face das informações anteriores, é correto afirmar que:

a) A fórmula do sulfato de amônio é (NH4)2SO4.

b) A equação que representa a dissolução na água é NH4SO4 → NH4+ + SO42-.

c) A molaridade do NH4+ na solução será igual à molaridade do SO42-.

d) A molaridade do NH4+ na solução será a metade da molaridade do SO42-.

e) 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.

f) O sulfato de amônio é um composto de natureza iônica, mas contém na sua estrutura ligações covalentes.

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Questão 3

Qual é a concentração em mol/L dos íons presentes em uma solução de HClO4 a 0,02 mol/L?

a) 0,02 e 0,04.

b) 0,02 para ambos os íons.

c) 0,04 para ambos os íons.

d) 0,02 e 0,08.

e) 0,01 e 0,04.

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Questão 4

Preparou-se uma solução aquosa de Al(NO3)3 de modo que cada 100 mL tivessem 63,9 g do sal dissolvido a 20ºC. Considerando que nessa temperatura o grau de dissociação do nitrato de alumínio é igual a 80%, qual será a concentração em quantidade de matéria dos seus íons?

a) 2,4 para ambos os íons.

b) 3,0 e 9,0.

c) 3,0 e 6,0.

d) 2,4 e 7,2.

e) 2,4 e 4,8.

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Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa “a”.

* Vamos primeiro descobrir o valor da concentração em mol/L da solução de CuF2(aq):

1000 L de água ---------- 3,5 . 102 mol de CuF2(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 CuF2(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:

CuF2(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.

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Resposta Questão 2

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 SO42-: (NH4)2SO4.

b) Falsa. A equação que representa a dissolução na água não é NH4SO4 → NH4+ + SO42-, mas sim

(NH4)2SO4→ 2 NH4+ + SO42-.

c) Falsa. A molaridade do NH4+ na solução não será igual à molaridade do SO42-, pois existem no meio duas vezes mais íons NH4+ do que SO42-.

d) Falsa. A molaridade do NH4+ na solução não será a metade da molaridade do SO42-, 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+ + SO42-

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 SO42-, 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.

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Resposta Questão 3

Alternativa “b”.

1 HClO4 (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

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Resposta Questão 4

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 SO2-4(aq)
                               
     100               

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