Questão de Química · FGV CBMAM 2021 (nº 56)

A concentração molar indica quantos mols de uma substância (o soluto) estão dissolvidos em um litro de solução. Para preparar essa solução, precisamos calcular a massa molar da substância que será pesada, que neste caso é o carbonato de sódio em sua forma decahidratada ($Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$).

Para resolver o problema:

1. Calcular a massa molar do sal decahidratado ($Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$):

   • $Na_2CO_3$: $(2 \times 23,0) + (1 \times 12,0) + (3 \times 16,0) = 46,0 + 12,0 + 48,0 = 106,0 \ g \cdot mol^{-1}$
   • $10H_2O$: $10 \times ((2 \times 1,0) + (1 \times 16,0)) = 10 \times (2,0 + 16,0) = 10 \times 18,0 = 180,0 \ g \cdot mol^{-1}$
   • Massa molar total ($Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$) = 106,0 + 180,0 = 286,0 \ g \cdot mol^{-1}\

2. Calcular o número de mols de $Na_2CO_3$ necessários:

   • Concentração ($C$) = $0,10 \ mol \cdot L^{-1}$
   • Volume ($V$) = $250 \ mL = 0,250 \ L$
   • Número de mols ($n$) = C \times V = 0,10 \ mol \cdot L^{-1} \times 0,250 \ L = 0,025 \ mol\

3. Calcular a massa do sal decahidratado necessária:

   • Como 1 mol de $Na_2CO_3 \cdot 10H_2O$ contém 1 mol de $Na_2CO_3$, precisamos de 0,025 mol do sal decahidratado.
   • Massa ($m$) = $n \times$ Massa Molar = $0,025 \ mol \times 286,0 \ g \cdot mol^{-1} = 7,15 \ g$
   • Aproximadamente $7,2 \ g$.

(A) Incorreta: Esta seria a massa de $Na_2CO_3$ anidro (sem água) necessária ($0,025 \ mol \times 106,0 \ g \cdot mol^{-1} = 2,65 \ g$). A armadilha da banca aqui é ignorar a forma decahidratada do sal, que é a que será pesada.
(B) Incorreta: Não corresponde aos cálculos corretos.
(C) Correta: O cálculo da massa molar do sal decahidratado e o número de mols necessários resultam em $7,15 \ g$, que é aproximadamente $7,2 \ g$.
(D) Incorreta: Não corresponde aos cálculos corretos.
(E) Incorreta: Não corresponde aos cálculos corretos.