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Exercícios sobre concentração dos íons em solução

Exercícios de Química

A concentração dos íons em soluções pode ser determinada se soubermos as fórmulas das substâncias dissolvidas em água e a molaridade de suas soluções. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

As concentrações em mol/L dos íons Ca2+ e OH- em uma solução aquosa de 0,01 mol/L de Ca(OH)2 são, respectivamente:

  1. 0,01 e 0,01

  2. 0,01 e 0,02

  3. 0,02 e 0,02

  4. 0,02 e 0,01

  1. 0,03 e 0,03

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questão 2

Uma solução aquosa de sulfato de alumínio, Al2(SO4)3, foi preparada de modo que cada 100 mL de solução tivesse 68,4 g do sal dissolvido a 20ºC. Sabendo que nessa temperatura o grau de dissociação α% do sulfato de alumínio é igual a 60%, a concentração em quantidade de matéria (em mol/L) dos íons Al3+(aq) e SO2-4(aq), respectivamente, é de:

  1. 4,0 e 6,0

  2. 2,0 e 3,0

  3. 2,4 e 3,6

  4. 2,0 e 6,0

  1. 4,5 e 5,6

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questão 3

(Fatec-SP) A tabela abaixo mostra o resultado da análise de todos os íons presentes em 1 L de uma solução aquosa, desprezando-se os íons H+ e OH provenientes da água. Com base nos dados apresentados e sabendo que toda solução é eletricamente neutra, podemos afirmar que a concentração molar dos íons Mg2+ é:

 

a) 0,4

b) 0,5

c) 0,6

d) 1,0

e) 1,2

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questão 4

(UFSCar-SP) Uma "água dura" contém íons Ca2+ e Mg2+, que interferem na ação do sabão e deixam um resíduo nas paredes de tanques e caldeiras. É possível "amolecer" uma "água dura" adicionando-se substâncias que retiram estes íons e liberam, em seu lugar, íons Na+. Se uma "água dura" contém 0,010 mol/L de Ca2+ e 0,005 mol/L de Mg2+, quantos mols de Na+ são necessários para substituir os íons de cálcio e magnésio em 1,0 . 103 L desta água?

a) 10.         b) 15.         c) 20.         d) 30.           e) 40.

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respostas
Questão 1

Alternativa “b”.

Primeiro escrevemos a equação iônica devidamente balanceada:

                   Ca(OH)2   →    Ca2+   +     2 OH-
Proporção:    1 mol          1 mol           2 mol
Solução:     0,01 mol/L   0,01 mol/L   0,02 mol/L

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Questão 2

Alternativa “c”.

Primeiro precisamos descobrir a concentração em quantidade de matéria (mol/L) do sal, Al2(SO4)3, na solução:

M = ____m1__
             MM . V
M = _____68,4 g________
          (342 g/mol) . ( 0,1 L)
M = 2,0 mol/L

Agora podemos descobrir a concentração de cada íon na solução:

                    Al2(SO4)3(aq)   →   2 Al3+(aq)   +   3 SO2-4(aq)
Proporção:      1 mol                 2 mol             3 mol
Solução:     2,0 mol/L             4,0 mol/L      6,0 mol/L

No entanto, o grau de dissociação (α%) do sulfato de alumínio é igual a 60%:

4,0 mol/L de Al3+(aq)   ----------------  100 %
                      x------------------------ 60%
                            x = 60 . 4,0  → x = 2,4 mol/L de íons Al3+(aq)   
                                     100

6,0 mol/L de SO2-4(aq)   ----------------  100 %
                      x------------------------ 60%
                            x = 60 . 6,0  → x = 3,6 mol/L de íons SO2-4(aq)
                                    
100

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Questão 3

Alternativa “c”.

Vamos primeiro escrever todas as equações de dissociação ou ionização:

1 HNO3(aq)  → 1 H+(aq) + 1 NO-3(aq)

1 H2SO4(aq)  → 2 H+(aq) + 1 SO2-4(aq)

1 NaOH(aq)  → 1 Na+(aq) + 1 OH-(aq)

1 Mg(OH)2(aq)  → 1 Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)

Agora estabelecemos as proporções pelas concentrações dadas:

                     1 HNO3(aq)  → 1 H+(aq) + 1 NO-3(aq)
Proporção:    1 mol             1 mol           1 mol
Solução:     0,5 mol/L         0,5 mol/L  0,5 mol/L

                 1 H2SO4(aq)  → 2 H+(aq) + 1 SO2-4(aq)
Proporção:    1 mol             2 mol           1 mol
Solução:     1,5 mol/L         1,5 mol/L  0,75 mol/L

                  1 NaOH(aq)  → 1 Na+(aq) + 1 OH-(aq)
Proporção:    1 mol             1 mol           1 mol
Solução:     0,8 mol/L         0,8 mol/L  0,8 mol/L

Observe que a solução é neutra e que temos até o momento 2,0 mol/L (0,5 + 1,5) de íons H+. Assim, é preciso a mesma concentração de íons OH-. Até agora só temos 0,8 mol/L destes ânions, para completar 2,0 mol/L ainda faltam 1,2, que é a concentração dos íons da dissociação iônica do Mg(OH)2(aq)  .

Agora, sabendo a proporção e a concentração dos íons OH- na equação iônica abaixo, é possível descobrir a concentração em mol/L dos íons Mg2+:

                1 Mg(OH)2(aq)  → 1 Mg2+(aq) + 2 OH-(aq)
Proporção:    1 mol             1 mol           2 mol
Solução:     0,6 mol/L         0,6 mol/L  1,2 mol/L

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Questão 4

Alternativa “d”.

0,010 mol/L de íons Ca2+(aq) ------ 1 L de solução
                               x---------------- 1,0 . 103 L de solução
x = 1,0 . 103 . 0,010
                 1
x = 10 mol de íons Ca2+(aq)

0,005 mol/L de íons Mg2+(aq) ------ 1 L de solução
                               y---------------- 1,0 . 103 L de solução
y = 1,0 . 103 . 0,005
                 1
y = 5 mol de íons Mg2+(aq)

Total de íons bivalentes a serem substituídos: 10 + 5 = 15 mol.

Como o sódio, Na+, é monovalente, será necessário o dobro de íons desse elemento para substituir os íons Ca2+ e Mg2+, portanto, serão necessários 30 mol de íons Na+(aq).

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