No laboratório, existe uma solução concentrada de $\mathrm{HNO}_{3}\left(M=63,02 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1} ; K_{\mathrm{a}}\right.$ muito elevado), com $68 \%$ (em massa) de $\mathrm{HNO}_{3}$ e massa volúmica $1,41 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}$.
Questão:
Calcule o volume de solução concentrada que é necessário para preparar $250 \mathrm{~cm}^{3}$ de uma solução diluída de $\mathrm{HNO}_{3}$ com $\mathrm{pH}$ de 0,30 .
Apresente todos os cálculos efetuados.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Resolução do Exercício:
1) Cálculo da quantidade de $\mathrm{HNO}_{3}$ na solução diluída.
Como a constante de acidez é elevada, e de acordo com a estequiometria da reação e desconsiderando a autoionização da água, a ionização é total, pelo que $\left[\mathrm{HNO}_{3}\right]=\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]$
Logo, $\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=10^{-\mathrm{pH}} \quad\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=10^{-0,30} \Rightarrow\left[\mathrm{HNO}_{3}\right]=\left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]=0,501 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$
2) Cálculo da massa da solução concentrada de $\mathrm{HNO}_{3}$.
$n=c V \quad n=0,501 \times 0,250 \Leftrightarrow n=0,125 \mathrm{~mol}$
$m=n M \quad m=0,125 \times 63,02 \Leftrightarrow m=7,88 \mathrm{~g~} \mathrm{HNO}_{3}$
$\%(m / m)=68 \% \Rightarrow m_{\text {solução }}=\frac{7,88 \mathrm{~g}}{0,68}=11,6 \mathrm{~g} \text {solução }$
3) Cálculo do volume da solução concentrada de $\mathrm{HNO}_{3}$ necessário à preparação da solução diluída.
$\rho=\frac{m}{V} \Leftrightarrow V=\frac{m}{\rho} \quad V=\frac{11,6 \mathrm{~g}}{1,41 \mathrm{~g} \mathrm{~cm}^{-3}}=8,2 \mathrm{~cm}^{3}$
Fonte: Lucas Campos