Passo 1.
Primeiramente, precisamos saber a concentração inicial do ácido.
Se d (H2SO4) = 1,84 g/mL → 90% pureza: 1,66g/mL
Transformando para mols:
1 mol H2SO4 - 98g , logo 1,66g: 1,69.10^-2 mol (para 1 mL)
Para 1L (por regra de 3): 16,9 mol/L
Passo 2.
Segundo, precisamos saber a concentração equivalente a 15% p/v, sabendo que 15% p/v = 15 g em 100 mL.
Transformando para mols:
1 mol H2SO4 - 98g, logo 15g: 0,15 mol (100 mL)
Para 1L (por regra de 3): 1,5 mol/L
Passo 3.
M1.V1 = M2.V2
Se M1= Concentração inicial (16,9 mol/L), V1= Volume necessário para preparar a solução final,
M2= Concentração da solução final (1,5 mol/L) e V2= Volume final (300mL)
16,9 mol/L . V1 = 1,5 mol/L . 300 mL → V1 = 26,63 mL (Letra C)
Meu raciocínio foi um pouco diferente, mas levou ao mesmo resultado.
Passo 1.
15% p/v de H2SO4 é 15g/100mL de solução. Transformei esse valor para concentração molar:
15g/100mL x 1000mL/L x mol/98g = 1,5mol/L.
Observação: eu prefiro fazer a transformação de forma direta (como mostrado) do que fazer várias regras de três.
Passo 2.
90% de pureza equivale a:
90g ----------- 100g de solução de H2SO4
Como a questão deu o valor da densidade, conseguimos relacionar quanto 100g de solução equivale em mL de solução, usando a equação d=m/v. (m=100g e d=1,84 g/mL), logo o V = 54,3 mL de solução.
90g ----------- 54,3 mL de solução de H2SO4
Passo 3.
Vamos determinar a massa de H2SO4 que são necessárias para preparar a 300mL da solução na concentração de 1,5mol/L e 98g/mol de massa molecular do ácido.
m=C.V.MM = 44,1g.
Substituindo na regra de três para sabermos a quantidade de volume que serão necessários:
90g ----------- 54,3 mL de solução de H2SO4
44,1g --------- x
X = 26,6 mL (Letra C)