O rótulo de uma marca de água mineral indica as quantidades dos seguintes cátions de elementos alcalinos e alcalinoterrosos: Na+ (1,955 mg L-1 ); K+ (0,975 mg L-1 ); Mg2+ (0,480 mg L-1 ); Ca2+ (2,680 mg L-1 ).

Sabendo que o contraíon de todos esses cátions é o Cl- , e, sendo esses os únicos sais cloretos dissolvidos, a quantidade de Cl- , em mmol na água mineral é mais próxima de

Dados

MNa = 23 g mol-1

MK = 39 g mol-1

MCa = 40 g mol-1

MMg = 24 g mol-1

Esta questão aborda conceitos relacionados à concentração de íons em solução.

Para resolvê-la é preciso utilizar as massas molares dos cátions para calcular seus números de mols.

Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:

Dados:

C (Na⁺) = 1,955 mg L^-1 – M (Na⁺) = 23 g mol^-1;

C (K⁺) = 0,975 mg L^-1 – M (K⁺) = 39 g mol^-1;

C (Mg²⁺) = 0,480 mg L^-1 – M (Mg²⁺) = 24 g mol^-1;

C (Ca²⁺) = 2,680 mg L^-1 – M (Ca²⁺) = 40 g mol^-1.

Resolução:

Com os valores das concentrações em g mol^-1 e as massas molares dos cátions é possível calcular o número de mols dos cátions. Considerando 1 L de água, obtemos as massas dos cátions (m):

m (Na⁺) = 1,955 mg

m (K⁺) = 0,975 mg

m (Mg²⁺) = 0,480 mg

m (Ca²⁺) = 2,680 mg

Com as massas, podemos obter o número de mols (n), pois:

n = m/M

Em que M é a massa molar.

Assim, podemos substituir os dados. Considerando que as massas molares estão em g mol^-1 também é preciso dividir por 1000 (conversão de mg para g):

n (Na⁺) = 1,955/(1000 × 23) = 8,5 × 10^-5 mol

n (K⁺) = 0,975/(1000 × 39) = 2,5 × 10^-5 mol

n (Mg²⁺) = 0,480/(1000 × 24) = 2,0 × 10^-5 mol

n (Ca²⁺) = 2,680/(1000 × 40) = 6,7 × 10^-5 mol

Com os números de mols de cada cátion, precisamos saber a relação entre a quantidade desses cátions e o ânion cloreto. De acordo com a dissolução dos sais formados por esses cátions com o íon cloreto em água, temos que:

Assim, para cada mol de Na⁺ e K⁺, é necessário um mol de Cl^-. Mas, para cada mol de Mg²⁺ e Ca²⁺ são necessários dois mols de Cl^-. Logo, o número de mols de Cl^- será igual ao número de mols de Na⁺ e K⁺, mas será duas vezes o valor do número de mols de Mg²⁺ e Ca²⁺. O número de mols total é dado por:

n (Cl^-) = 8,5 × 10^-5 + 2,5 × 10^-5 + 2 × 2,0 × 10^-5 + 2 × 6,7 × 10^-5 = 0,284 × 10^-3 mol

O enunciado requer o número de mols em mmol, logo, basta multiplicar por 1000 (10³):

n (Cl^-) = 0,284 mmol

Gabarito da Professora: Letra E.