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3.E: Composição de substâncias e soluções (exercícios)

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    3.1: A massa da fórmula e o conceito de toupeira

    Qual é a massa total (amu) de carbono em cada uma das seguintes moléculas?

    1. (a) CH 4
    2. (b) CHCl 3
    3. (c) C 12 H 10 O 6
    4. (d) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

    (a) 12,01 amu; (b) 12,01 amu; (c) 14,12 amu; (d) 60,05 amu

    Qual é a massa total de hidrogênio em cada uma das moléculas?

    1. (a) CH 4
    2. (b) CHCl 3
    3. (c) C 12 H 10 O 6
    4. (d) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

    Calcule a massa molecular ou de fórmula de cada um dos seguintes:

    (a) P 4

    (b) H 2 O

    (c) Ca (NO 32)

    (d) CH 3 CO 2 H (ácido acético)

    e) C 12 H 22 O 11 (sacarose, açúcar de cana).

    (a) 123.896 amu; (b) 18.015 amu; (c) 164.086 amu; (d) 60.052 amu; (e) 342.297 amu

    Determine a massa molecular dos seguintes compostos:

    (uma)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de C está ligado a dois átomos de C l e forma uma ligação dupla com um átomo de O.

    (b)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam uma ligação tripla entre si. Cada átomo de C também forma uma ligação única com um átomo de H.

    (c)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam ligações duplas entre si. Cada átomo C também forma uma ligação única com um átomo H e um átomo B r.

    (d)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo S forma ligações duplas com dois átomos de O. O átomo S também forma uma ligação única com um átomo O, que forma uma ligação única com um átomo H. O átomo S também forma uma ligação única com outro átomo O, que forma uma ligação única com outro átomo H.

    Determine a massa molecular dos seguintes compostos:

    (uma)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam ligações duplas entre si. O átomo C à esquerda forma uma ligação única com dois átomos de H cada. O átomo C à direita forma uma ligação única com um átomo H e com um subscrito C H 2 C H subscrito 3 grupo.

    (b)

    Uma estrutura é mostrada. Existe um átomo C que forma ligações simples com três átomos de H cada. Esse átomo de C está ligado a outro átomo de C. Este segundo átomo C forma uma ligação tripla com outro átomo C que forma uma ligação única com um quarto átomo de C. O quarto átomo C forma ligações simples com três átomos de H cada.

    (c)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de S i forma uma ligação única com um átomo de C l, uma ligação única com um átomo de C l, uma ligação única com um átomo de H e uma única ligação com outro átomo de S i. O segundo átomo S i forma uma única ligação com um átomo de C l, uma ligação única com um átomo de C l e uma única ligação com um átomo de H.

    (d)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo P forma uma ligação dupla com um átomo de O. Ele também forma uma ligação única com um átomo de O que forma uma ligação única com um átomo de H. Ele também forma uma ligação única com outro átomo de O, que forma uma ligação única com um átomo de H. Ele também forma uma ligação única com outro átomo de O, que forma uma ligação única com um átomo de H.

    1. (a) 56.107 amu;
    2. (b) 54.091 amu;
    3. (c) 199,9976 amu;
    4. (d) 97.9950

    Qual molécula tem uma massa molecular de 28,05 amu?

    (uma)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de C forma uma ligação tripla com outro átomo de C. Cada átomo de C também forma uma ligação única com um átomo de H.

    (b)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam uma ligação dupla entre si. Cada átomo de C também forma uma ligação única com dois átomos de H.

    (c)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de C forma uma ligação única com três átomos de H cada e com outro átomo de C. O segundo átomo C também forma uma ligação única com três átomos de H cada.

    Escreva uma frase que descreva como determinar o número de moles de um composto em uma massa conhecida do composto se soubermos sua fórmula molecular.

    Use a fórmula molecular para encontrar a massa molar; para obter o número de moles, divida a massa do composto pela massa molar do composto expressa em gramas.

    Compare 1 mol de H 2, 1 mol de O 2 e 1 mol de F 2.

    1. (a) Qual tem o maior número de moléculas? Explique o porquê.
    2. (b) Qual tem a maior massa? Explique o porquê.

    Qual contém a maior massa de oxigênio: 0,75 mol de etanol (C 2 H 5 OH), 0,60 mol de ácido fórmico (HCO 2 H) ou 1,0 mol de água (H 2 O)? Explique o porquê.

    Ácido fórmico. Sua fórmula tem duas vezes mais átomos de oxigênio do que os outros dois compostos (um para cada). Portanto, 0,60 mol de ácido fórmico seria equivalente a 1,20 mol de um composto contendo um único átomo de oxigênio.

    Qual contém o maior número de moles de átomos de oxigênio: 1 mol de etanol (C 2 H 5 OH), 1 mol de ácido fórmico (HCO 2 H) ou 1 mol de água (H 2 O)? Explique o porquê.

    Como a massa molecular e a massa molar de um composto são semelhantes e como elas são diferentes?

    As duas massas têm o mesmo valor numérico, mas as unidades são diferentes: a massa molecular é a massa de 1 molécula, enquanto a massa molar é a massa de 6,022 × 10 23 moléculas.

    Calcule a massa molar de cada um dos seguintes compostos:

    1. (a) fluoreto de hidrogênio, HF
    2. (b) amônia, NH 3
    3. (c) ácido nítrico, HNO 3
    4. (d) sulfato de prata, Ag 2 SO 4
    5. (e) ácido bórico, B (OH) 3

    Calcule a massa molar de cada um dos seguintes:

    1. (a) S 8
    2. (b) C 5 H 12
    3. (c) Sc 2 (SO 43)
    4. (d) CH 3 COCH 3 (acetona)
    5. (e) C 6 H 12 O 6 (glicose)

    (a) 256,528 g/mol; (b) 72,150 g mol −1; (c) 378,103 g mol −1; (d) 58,080 g mol −1; (e) 180,158 g mol −1

    Calcule a massa da fórmula empírica ou molecular e a massa molar de cada um dos seguintes minerais:

    1. (a) calcário, CaCO 3
    2. (b) halita, NaCl
    3. (c) berilo, Be 3 Al 2 Si 6 O 18
    4. (d) malaquita, Cu 2 (OH) 2 CO 3
    5. (e) turquesa, Ucal (6PO 44) (OH 8) (H 2 O 4)

    Calcule a massa molar de cada um dos seguintes:

    1. (a) o anestésico halotano, C 2 HBrClf 3
    2. (b) o herbicida paraquat, C 12 H 14 N 2 Cl 2
    3. (c) cafeína, C 8 H 10 N 4 O 2
    4. (d) ureia, CO (NH 22)
    5. (e) um sabonete típico, C 17 H 35 CO 2 Na

    (a) 197,382 g mol −1; (b) 257,163 g mol −1; (c) 194,193 g mol −1; (d) 60,056 g mol −1; (e) 306,464 g mol −1

    Determine o número de moles do composto e o número de moles de cada tipo de átomo em cada um dos seguintes:

    1. (a) 25,0 g de propileno, C 3 H 6
    2. (b) 3,06 × 10 −3 g do aminoácido glicina, C 2 H 5 NO 2
    3. (c) 25 lb do herbicida Treflan, C 13 H 16 N 2 O 4 F (1 lb = 454 g)
    4. (d) 0,125 kg do inseticida Paris Green, Cu 4 (AsO 3) 2 (CH 3 CO 2) 2
    5. (e) 325 mg de aspirina, C 6 H 4 (CO 2 H) (CO 2 CH 3)

    Determine a massa de cada um dos seguintes:

    1. (a) 0,0146 mol KOH
    2. (b) 10,2 mol de etano, C 2 H 6
    3. (c) 1,6 × 10 −3 mol Na 2 SO 4
    4. (d) 6,854 × 10 3 mol de glicose, C 6 H 12 O 6
    5. (e) 2,86 mol de Co (NH 36) Cl 3
    1. (a) 0,819 g;
    2. (b) 307 g;
    3. (c) 0,23 g;
    4. (d) 1,235 × 10 6 g (1235 kg);
    5. (e) 765 g

    Determine o número de moles do composto e determine o número de moles de cada tipo de átomo em cada um dos seguintes:

    1. (a) 2,12 g de brometo de potássio, KBr
    2. (b) 0,1488 g de ácido fosfórico, H 3 PO 4
    3. (c) 23 kg de carbonato de cálcio, CaCO 3
    4. (d) 78.452 g de sulfato de alumínio, Al 2 (SO 43)
    5. (e) 0,1250 mg de cafeína, C 8 H 10 N 4 O 2

    Determine a massa de cada um dos seguintes:

    1. (a) 2.345 ml de LiCl
    2. (b) 0,0872 mol de acetileno, C 2 H 2
    3. (c) 3,3 × 10 −2 mol Na 2 CO 3
    4. (d) 1,23 × 10 3 mol de frutose, C 6 H 12 O 6
    5. (e) 0,5758 ml de FeSO (4H 2 O 7)
    1. (a) 99,41 g;
    2. (b) 2,27 g;
    3. (c) 3,5 g;
    4. (d) 222 kg;
    5. (e) 160,1 g

    A necessidade dietética diária mínima aproximada do aminoácido leucina, C 6 H 13 NO 2, é de 1,1 g. Qual é essa exigência em toupeiras?

    Determine a massa em gramas de cada um dos seguintes:

    1. (a) 0,600 mol de átomos de oxigênio
    2. (b) 0,600 mol de moléculas de oxigênio, O 2
    3. (c) 0,600 mol de moléculas de ozônio, O 3

    (a) 9,60 g; (b) 19,2 g; (c) 28,8 g

    Uma mulher de 55 kg tem 7,5 × 10 −3 mol de hemoglobina (massa molar = 64.456 g/mol) no sangue. Quantas moléculas de hemoglobina são essas? Qual é essa quantidade em gramas?

    Determine o número de átomos e a massa de zircônio, silício e oxigênio encontrados em 0,3384 mol de zircão, ZrSiO 4, uma pedra semipreciosa.

    zircônio: 2,038 × 10 23 átomos; 30,87 g; silício: 2,038 × 10 23 átomos; 9,504 g; oxigênio: 8,151 × 10 23 átomos; 21,66 g

    Determine qual dos seguintes contém a maior massa de hidrogênio: 1 mol de CH 4, 0,6 mol de C 6 H 6 ou 0,4 mol de C 3 H 8.

    Determine qual dos seguintes contém a maior massa de alumínio: 122 g de AlPo 4, 266 g de Al 2 Cl 6 ou 225 g de Al 2 S 3.

    AlPO 4: 1.000 ml

    Al 2 Cl 6: 1,994 mol

    Todos os 2 S 3: 3,00 mol

    O diamante é uma forma de carbono elementar. Um anel de noivado contém um diamante pesando 1,25 quilates (1 quilate = 200 mg). Quantos átomos estão presentes no diamante?

    O diamante Cullinan foi o maior diamante natural já encontrado (25 de janeiro de 1905). Ele pesava 3104 quilates (1 quilate = 200 mg). Quantos átomos de carbono estavam presentes na pedra?

    3,113 × 10 átomos de 25 C

    Uma porção de 55 gramas de um cereal específico fornece 270 mg de sódio, 11% da dose diária recomendada. Quantos moles e átomos de sódio estão na dose diária recomendada?

    Um certo cereal crocante de nozes contém 11,0 gramas de açúcar (sacarose, C 12 H 22 O 11) por porção de 60,0 gramas. Quantas porções desse cereal devem ser consumidas para consumir 0,0278 moles de açúcar?

    0,865 porções, ou cerca de 1 porção.

    Um tubo de pasta de dente contém 0,76 g de monofluorofosfato de sódio (Na 2 PO 3 F) em 100 mL.

    1. Qual massa de átomos de flúor em mg estava presente?
    2. Quantos átomos de flúor estavam presentes?

    Qual das seguintes opções representa o menor número de moléculas?

    1. 20,0 g de H 2 O (18,02 g/mol)
    2. 77,0 g de CH 4 (16,06 g/mol)
    3. 68,0 g de CaH 2 (242,09 g/mol)
    4. 100,0 g de N 2 O (44,02 g/mol)
    5. 84,0 g de HF (20,01 g/mol)

    20,0 g H 2 O representa o menor número de moléculas, pois tem o menor número de moles.

    3.2: Determinando fórmulas empíricas e moleculares

    Quais informações precisamos para determinar a fórmula molecular de um composto a partir da fórmula empírica?

    Calcule o seguinte para quatro números significativos:

    1. (a) a composição percentual da amônia, NH 3
    2. (b) a composição percentual do “hipopótamo” fotográfico, Na 2 S 2 O 3
    3. (c) a porcentagem de íon cálcio em Ca 3 (PO 4) 2

    (a)% N = 82,24%

    % H = 17,76%;

    (b)% Na = 29,08%

    % S = 40,56%

    % O = 30,36%;

    (c)% Ca 2+ = 38,76%

    Determine as seguintes a quatro figuras significativas:

    1. a composição percentual do ácido hidrazóico, HN 3
    2. a composição percentual de TNT, C 6 H 2 (CH 3) (NO 2) 3
    3. a porcentagem de SO 4 2— em Al 2 (SO 4) 3

    Determine a porcentagem de amônia, NH 3, em Co (NH 3) 6 Cl 3, para três números significativos.

    % NH 3 = 38,2%

    Determine a porcentagem de água em CuSo 4 ∙ 5H 2 O para três números significativos.

    Determine as fórmulas empíricas para compostos com as seguintes composições percentuais:

    (a) 15,8% de carbono e 84,2% de enxofre

    (b) 40,0% de carbono, 6,7% de hidrogênio e 53,3% de oxigênio

    (a) CS 2

    (b) CH 2 O

    Determine as fórmulas empíricas para compostos com as seguintes composições percentuais:

    (a) 43,6% de fósforo e 56,4% de oxigênio

    (b) 28,7% K, 1,5% H, 22,8% P e 47,0% O

    Um composto de carbono e hidrogênio contém 92,3% de C e tem uma massa molar de 78,1 g/mol. Qual é sua fórmula molecular?

    C 6 H 6

    O dicloroetano, um composto frequentemente usado para lavagem a seco, contém carbono, hidrogênio e cloro. Tem uma massa molar de 99 g/mol. A análise de uma amostra mostra que ela contém 24,3% de carbono e 4,1% de hidrogênio. Qual é sua fórmula molecular?

    Determine a fórmula empírica e molecular do amianto crisotila. A crisotila tem a seguinte composição percentual: 28,03% de Mg, 21,60% de Si, 1,16% de H e 49,21% de O. A massa molar da crisotila é de 520,8 g/mol.

    Mg 3 Si 2 H 3 O 8 (fórmula empírica), Mg 6 Si 4 H 6 O 16 (fórmula molecular)

    Os polímeros são moléculas grandes compostas por unidades simples repetidas várias vezes. Assim, eles geralmente têm fórmulas empíricas relativamente simples. Calcule as fórmulas empíricas dos seguintes polímeros:

    1. Lucite (acrílico); 59,9% C, 8,06% H, 32,0% O
    2. Saran; 24,8% C, 2,0% H, 73,1% Cl
    3. polietileno; 86% C, 14% H
    4. poliestireno; 92,3% C, 7,7% H
    5. Orlon; 67,9% C, 5,70% H, 26,4% N

    Um grande fabricante de tintas têxteis desenvolveu um novo corante amarelo. O corante tem uma composição percentual de 75,95% C, 17,72% N e 6,33% H em massa com uma massa molar de cerca de 240 g/mol. Determine a fórmula molecular do corante.

    C 15 H 15 N 3

    3.3: Molaridade

    Perguntas

    Explique o que muda e o que permanece o mesmo quando 1,00 L de uma solução de NaCl é diluído para 1,80 L.

    Quais informações precisamos para calcular a molaridade de uma solução de ácido sulfúrico?

    Precisamos saber o número de moles de ácido sulfúrico dissolvidos na solução e o volume da solução.

    O que significa quando dizemos que uma amostra de 200 mL e uma amostra de 400 mL de uma solução de sal têm a mesma molaridade? De que forma as duas amostras são idênticas? De que maneiras essas duas amostras são diferentes?

    Determine a molaridade de cada uma das seguintes soluções:

    1. 0,444 mol de CoCl 2 em 0,654 L de solução
    2. 98,0 g de ácido fosfórico, H 3 PO 4, em 1,00 L de solução
    3. 0,2074 g de hidróxido de cálcio, Ca (OH) 2, em 40,00 mL de solução
    4. 10,5 kg de Na 2 SO 4 ·10H 2 O em 18,60 L de solução
    5. 7,0 × 10 −3 mol de I 2 em 100,0 mL de solução
    6. 1,8 × 10 4 mg de HCl em 0,075 L de solução
    1. (a) 0,679 M;
    2. (b) 1,00 M;
    3. (c) 0,06998 M;
    4. (d) 1,75 M;
    5. (e) 0,070 M;
    6. (f) 6,6 MB

    Determine a molaridade de cada uma das seguintes soluções:

    1. 1.457 mol KCl em 1.500 L de solução
    2. 0,515 g de H 2 SO 4 em 1,00 L de solução
    3. 20,54 g de Al (NO 3) 3 em 1575 mL de solução
    4. 2,76 kg de CuSO 4,5H 2 O em 1,45 L de solução
    5. 0,005653 mol de Br 2 em 10,00 mL de solução
    6. 0,000889 g de glicina, C 2 H 5 NO 2, em 1,05 mL de solução

    Respostas:

    a.) 0,9713 MB

    b.) 5,25x10 -3 MB

    c.) 6,122x10 -2 M

    (d.) 7,62 MB

    Pe.) 0,565,3 MB

    f.) 1,13x10 -2 M

    Considere esta pergunta: Qual é a massa do soluto em 0,500 L de glicose 0,30 M, C 6 H 12 O 6, usada para injeção intravenosa?

    (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.

    (b) Responda à pergunta.

    (a) determinar o número de moles de glicose em 0,500 L de solução; determinar a massa molar da glicose; determinar a massa de glicose a partir do número de moles e sua massa molar; (b) 27 g

    Considere esta pergunta: Qual é a massa de soluto em 200,0 L de uma solução de 1,556- M de KBr?

    1. (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.
    2. (b) Responda à pergunta.

    Resposta:

    (uma)

    1. Calcule em moles de KBr multiplicando a molaridade pela quantidade de solução (200,0 L)
    2. Encontre a massa molar de KBr e converta moles de soluto em gramas

    (b)

    \(\dfrac{1.556\:moles\:\ce{KBr}}{1\:\cancel{L}}\times 200.0\:\cancel{L}=311.2\:moles\:\ce{KBr}\)

    \(311.2\:\cancel{moles}\:\ce{KBr}\times\dfrac{119.0\:g\:\ce{KBr}}{1\:\cancel{mole}\:\ce{KBr}}=37,030\:g\)

    37,030g; 37.03 kg

    Calculate the number of moles and the mass of the solute in each of the following solutions:

    1. (a) 2.00 L of 18.5 M H2SO4, concentrated sulfuric acid
    2. (b) 100.0 mL of 3.8 × 10−5 M NaCN, the minimum lethal concentration of sodium cyanide in blood serum
    3. (c) 5.50 L of 13.3 M H2CO, the formaldehyde used to “fix” tissue samples
    4. (d) 325 mL of 1.8 × 10−6 M FeSO4, the minimum concentration of iron sulfate detectable by taste in drinking water

    (a) 37.0 mol H2SO4;

    3.63 × 103 g H2SO4;

    (b) 3.8 × 10−6 mol NaCN;

    1.9 × 10−4 g NaCN;

    (c) 73.2 mol H2CO;

    2.20 kg H2CO;

    (d) 5.9 × 10−7 mol FeSO4;

    8.9 × 10−5 g FeSO4

    Calculate the number of moles and the mass of the solute in each of the following solutions:

    1. 325 mL of 8.23 × 10−5 M KI, a source of iodine in the diet
    2. 75.0 mL of 2.2 × 10−5 M H2SO4, a sample of acid rain
    3. 0.2500 L of 0.1135 M K2CrO4, an analytical reagent used in iron assays
    4. 10.5 L of 3.716 M (NH4)2SO4, a liquid fertilizer

    Answers:

    a. 2.67x10-5 moles KI; 4.44x10-3g KI

    b. 1.7x10-6 moles H2SO4 ; 1.6x10-4 g H2SO4

    c. 2.838x10-2 moles K2CrO4 ; 5.510g K2CrO4

    d. 39.0 moles (NH4)2SO4 ; 5,160 g (NH4)2SO4

    Consider this question: What is the molarity of KMnO4 in a solution of 0.0908 g of KMnO4 in 0.500 L of solution?

    1. (a) Outline the steps necessary to answer the question.
    2. (b) Answer the question.
    (a) Determine the molar mass of KMnO4; determine the number of moles of KMnO4 in the solution; from the number of moles and the volume of solution, determine the molarity; (b) 1.15 × 10−3 M

    Consider this question: What is the molarity of HCl if 35.23 mL of a solution of HCl contain 0.3366 g of HCl?

    1. (a) Outline the steps necessary to answer the question.
    2. (b) Answer the question.

    Answer:

    (a)

    1. Convert g of HCl to moles of HCl and convert mL of solution to L of solution
    2. Divide moles of HCl by L of solution

    (b)

    \(0.3366\:\cancel{g}\:\ce{HCl}\times\dfrac{1\:mole\:\ce{HCl}}{36.46\:\cancel{g}\:\ce{HCl}}=9.232\times10^{-3}\:moles\:\ce{HCl}\)

    \(35.23\:mL = 0.03523\:L\)

    \(\dfrac{9.232\times10^{-3}\:moles\:\ce{HCl}}{0.03523\:L}=0.2621\:M\:\ce{HCl}\)

    0.2621 M ;

    Calculate the molarity of each of the following solutions:

    (a) 0.195 g of cholesterol, C27H46O, in 0.100 L of serum, the average concentration of cholesterol in human serum

    (b) 4.25 g of NH3 in 0.500 L of solution, the concentration of NH3 in household ammonia

    (c) 1.49 kg of isopropyl alcohol, C3H7OH, in 2.50 L of solution, the concentration of isopropyl alcohol in rubbing alcohol

    (d) 0.029 g of I2 in 0.100 L of solution, the solubility of I2 in water at 20 °C

    (a) 5.04 × 10−3 M;

    (b) 0.499 M;

    (c) 9.92 M;

    (d) 1.1 × 10−3 M

    Calculate the molarity of each of the following solutions:

    1. 293 g HCl in 666 mL of solution, a concentrated HCl solution
    2. 2.026 g FeCl3 in 0.1250 L of a solution used as an unknown in general chemistry laboratories
    3. 0.001 mg Cd2+ in 0.100 L, the maximum permissible concentration of cadmium in drinking water
    4. 0.0079 g C7H5SNO3 in one ounce (29.6 mL), the concentration of saccharin in a diet soft drink.

    There is about 1.0 g of calcium, as Ca2+, in 1.0 L of milk. What is the molarity of Ca2+ in milk?

    0.025 M

    What volume of a 1.00-M Fe(NO3)3 solution can be diluted to prepare 1.00 L of a solution with a concentration of 0.250 M?

    If 0.1718 L of a 0.3556-M C3H7OH solution is diluted to a concentration of 0.1222 M, what is the volume of the resulting solution?

    0.5000 L

    If 4.12 L of a 0.850 M-H3PO4 solution is be diluted to a volume of 10.00 L, what is the concentration the resulting solution?

    What volume of a 0.33-M C12H22O11 solution can be diluted to prepare 25 mL of a solution with a concentration of 0.025 M?

    1.9 mL

    What is the concentration of the NaCl solution that results when 0.150 L of a 0.556-M solution is allowed to evaporate until the volume is reduced to 0.105 L?

    What is the molarity of the diluted solution when each of the following solutions is diluted to the given final volume?

    1. (a) 1.00 L of a 0.250-M solution of Fe(NO3)3 is diluted to a final volume of 2.00 L
    2. (b) 0.5000 L of a 0.1222-M solution of C3H7OH is diluted to a final volume of 1.250 L
    3. (c) 2.35 L of a 0.350-M solution of H3PO4 is diluted to a final volume of 4.00 L
    4. (d) 22.50 mL of a 0.025-M solution of C12H22O11 is diluted to 100.0 mL
    1. (a) 0.125 M;
    2. (b) 0.04888 M;
    3. (c) 0.206 M;
    4. (e) 0.0056 M

    What is the final concentration of the solution produced when 225.5 mL of a 0.09988-M solution of Na2CO3 is allowed to evaporate until the solution volume is reduced to 45.00 mL?

    A 2.00-L bottle of a solution of concentrated HCl was purchased for the general chemistry laboratory. The solution contained 868.8 g of HCl. What is the molarity of the solution?

    11.9 M

    An experiment in a general chemistry laboratory calls for a 2.00-M solution of HCl. How many mL of 11.9 M HCl would be required to make 250 mL of 2.00 M HCl?

    What volume of a 0.20-M K2SO4 solution contains 57 g of K2SO4?

    1.6 L

    The US Environmental Protection Agency (EPA) places limits on the quantities of toxic substances that may be discharged into the sewer system. Limits have been established for a variety of substances, including hexavalent chromium, which is limited to 0.50 mg/L. If an industry is discharging hexavalent chromium as potassium dichromate (K2Cr2O7), what is the maximum permissible molarity of that substance?

    3.4: Other Units for Solution Concentrations

    Questions

    1. Consider this question: What mass of a concentrated solution of nitric acid (68.0% HNO3 by mass) is needed to prepare 400.0 g of a 10.0% solution of HNO3 by mass?
      1. Outline the steps necessary to answer the question.
      2. Answer the question.
    2. What mass of a 4.00% NaOH solution by mass contains 15.0 g of NaOH?
    3. What mass of solid NaOH (97.0% NaOH by mass) is required to prepare 1.00 L of a 10.0% solution of NaOH by mass? The density of the 10.0% solution is 1.109 g/mL.
    4. What mass of HCl is contained in 45.0 mL of an aqueous HCl solution that has a density of 1.19 g cm–3 and contains 37.21% HCl by mass?
    5. The hardness of water (hardness count) is usually expressed in parts per million (by mass) of \(\ce{CaCO_3}\), which is equivalent to milligrams of \(\ce{CaCO_3}\) per liter of water. What is the molar concentration of Ca2+ ions in a water sample with a hardness count of 175 mg CaCO3/L?
    6. The level of mercury in a stream was suspected to be above the minimum considered safe (1 part per billion by weight). An analysis indicated that the concentration was 0.68 parts per billion. Assume a density of 1.0 g/mL and calculate the molarity of mercury in the stream.
    7. In Canada and the United Kingdom, devices that measure blood glucose levels provide a reading in millimoles per liter. If a measurement of 5.3 mM is observed, what is the concentration of glucose (C6H12O6) in mg/dL?
    8. A throat spray is 1.40% by mass phenol, \(\ce{C_6H_5OH}\), in water. If the solution has a density of 0.9956 g/mL, calculate the molarity of the solution.
    9. Copper(I) iodide (CuI) is often added to table salt as a dietary source of iodine. How many moles of CuI are contained in 1.00 lb (454 g) of table salt containing 0.0100% CuI by mass?
    10. A cough syrup contains 5.0% ethyl alcohol, C2H5OH, by mass. If the density of the solution is 0.9928 g/mL, determine the molarity of the alcohol in the cough syrup.
    11. D5W is a solution used as an intravenous fluid. It is a 5.0% by mass solution of dextrose (\(\ce{C_6H_{12}O_6}\)) in water. If the density of D5W is 1.029 g/mL, calculate the molarity of dextrose in the solution.
    12. Find the molarity of a 40.0% by mass aqueous solution of sulfuric acid, \(\ce{H_2SO_4}\), for which the density is 1.3057 g/mL.

    Solutions

    1

    • (a) The dilution equation can be used, appropriately modified to accommodate mass-based concentration units: \[\mathrm{\%\,mass_1 \times mass_1=\%\;mass_2 \times mass_2}\] This equation can be rearranged to isolate \(\mathrm{mass_1}\) and the given quantities substituted into this equation.
    • (b) 58.8 g
    3. \(\mathrm{114 \;g}\) 5. \(1.75 \times 10^{−3} M\) 7 \(\mathrm{95\: mg/dL}\) 9 \(\mathrm{2.38 \times 10^{−4}\: mol}\) 11 \(\mathrm{0.29 mol}\)