O ácido fluorídrico, $\operatorname{HF}(\mathrm{aq})$, é um ácido fraco cuja reação de ionização em água pode ser traduzida por
$$\mathrm{HF}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{F}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})$$
Considere uma solução de ácido fluorídrico, de concentração $0,080 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$.
A $25^{\circ} \mathrm{C}$, o pH dessa solução é 2,14.
Questão:
Pretende-se preparar $500 \mathrm{~cm}^{3}$ de uma solução de $\mathrm{HF}\left(\mathrm{aq}\right.$ ), de concentração em massa $4,0 \times 10^{-2} \mathrm{~g} \mathrm{~dm}^{-3}$, a partir da solução de concentração $0,080 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$.
Determine o volume da solução de concentração $0,080 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$ que é necessário medir para preparar a solução pretendida.
Apresente todas as etapas de resolução.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Resolução do Exercício:
Sabendo que em $1 \, \text{dm}^3$ desta solução estão presentes $0,080 \, \text{mol}$ de ácido fluorídrico, é possível calcular a massa deste ácido presente neste mesmo volume, com recurso à sua massa molar.
$$M_{\text{HF}} = M_H + M_F = 1,01 + 19,00 = 20,01 \, \text{g mol}^{-1}$$
$$n = \frac{m}{M} \Leftrightarrow m = n \times M = 0,080 \, \text{mol} \times 20,01 \, \text{g mol}^{-1} \approx 1,6 \, \text{g}$$
Agora é necessário conhecer a massa de ácido fluorídrico presente na solução que se pretende preparar:
$$V = 500 \, \text{cm}^3 = 0,5 \, \text{dm}^3$$
$$\sigma = \frac{m}{V} \Leftrightarrow m = \sigma \times V = 0,5 \, \text{dm}^3 \times 4,0 \times 10^{-2} \, \text{g dm}^{-3} = 2,0 \times 10^{-2} \, \text{g}$$
E conhecendo a massa de ácido fluorídrico presente por cada $1 \, \text{dm}^3$ da solução inicial:
$$\sigma = \frac{m}{V} \Leftrightarrow V = \frac{m}{\sigma} = \frac{2,0 \times 10^{-2} \, \text{g}}{1,6 \, \text{g dm}^{-3}} = 1,25 \times 10^{-2} \, \text{dm}^3$$
Resposta: É necessário medir $1,25 \times 10^{-2} \, \text{dm}^3$ desta solução.
Fonte: Mestre Panda