Esta questão abrange o conceito de mistura de soluções. É importante saber que quando um sal está em solução aquosa ele é dissociado liberando íons na solução. Dessa forma, observemos os dados e a resolução da questão:
Dados:
M (KCl(aq)) = 0,100 mol/L
V (KCl(aq)) = 200,00 mL
M (CaCl2(aq)) = 0,200 mol/L
V (CaCl2(aq)) = 300,00 mL
Resolução:
1) Os sais KCl e CaCl2, quando em solução, são dissociados liberando os íons K+, Ca2+ e Cl-, de acordo com as reações:
KCl(aq) ⇋ K+(aq) + Cl-(aq)
CaCl2(aq) ⇋ Ca2+(aq) + 2 Cl-(aq)
2) Para saber a concentração dos íons é necessário primeiro saber os números de mols envolvidos (n), uma vez que n = M ∙ V, em que M é a concentração molar e V o volume da solução. Logo:
n (KCl) = 0,100 ∙ 0,200 = 0,02 mols
n (CaCl2) = 0,200 ∙ 0,300 = 0,06 mols
De acordo com as reações, a cada 1 mol de KCl(aq) são liberados 1 mol de íons K+(aq) (1:1) e 1 mol de íons Cl-(aq) (1:1) em solução. Já a cada 1 mol de CaCl2 são liberados 1 mol de íons Ca2+(aq) (1:1) e 2 mols de íons Cl-(aq) (1:2). Dessa forma, para as soluções do enunciado, tem-se os seguintes números de mols de cada íon em solução:
n (K+(aq)) = 0,02 mols
n (Ca2+(aq)) = 0,06 mols
n (Cl-(aq)) = 0,02 + 2 ∙ 0,06 = 0,14 mols
3) A partir dos números de mols dos íons basta calcular suas concentrações pela fórmula M = n/V, utilizando o volume final da solução:
V (KCl(aq)) + V (CaCl2(aq)) = 200,00 + 300,00 = 500,00 mL = 0,5 L
M (K+(aq)) = 0,02/0,5 = 0,040 mol/L
M (Ca2+(aq)) = 0,06/0,5 = 0,120 mol/L
M (Cl-(aq)) = 0,14/0,5 = 0,280 mol/L
Gabarito do Professor: Letra D.