01 (PUC-Campinas) Em uma titulação de solução de um ácido orgânico monocarboxílico, para atingir o “ponto de equivalência”, utilizaram-se 25,0 \mathrm{~mL} de solução aquosa de soda cáustica (NaOH) de concentração 0,20 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, e 25,0 \mathrm{~mL} de solução aquosa do ácido orgânico. No ponto de equivalência, a concentração, em \mathrm{mol} / \mathrm{L}, do monocarboxilato de sódio na solução final é
a) 2,0 \times 10^{-3}
b) 2,0 \times 10^{-2}
c) 2,0 \times 10^{-1}
d) 1,0 \times 10^{-2}
e) 1,0 \times 10^{-1}

Passo 1

O enunciado pede a concentração, em mol/L, do monocarboxilato de sódio presente na solução final no ponto de equivalência de uma titulação. Dados fornecidos: \n
  • Volume da solução de NaOH: 25,0\\ \mathrm{mL}.\n
  • Concentração da solução de NaOH: 0,20\\ \mathrm{mol/L}.\n
  • Volume da solução do ácido orgânico (monocarboxílico): 25,0\\ \mathrm{mL}.\n
  • O ácido é monocarboxílico (reage 1:1 com NaOH) e no ponto de equivalência todo o ácido foi convertido no monocarboxilato de sódio.\n
    O que precisamos encontrar: a concentração, em mol/L, do monocarboxilato de sódio na solução final (após a mistura dos volumes).

Passo 2

Entendimento químico e estequiometria (aulas rápidas): \n
  • A reação típica entre um ácido monocarboxílico genérico \mathrm{R{-}COOH} e hidróxido de sódio é 1:1: \mathrm{R{-}COOH} + \mathrm{NaOH} \longrightarrow \mathrm{R{-}COO^- Na^+} + \mathrm{H_2O}.
  • “Ponto de equivalência” significa que as quantidades de reagentes reagem completamente segundo a estequiometria; aqui, o número de mols de \mathrm{NaOH} adicionados é igual ao número de mols de ácido inicialmente presente e igual ao número de mols do sal formado ( \mathrm{R{-}COO^- Na^+}).\n
  • Fórmula útil: o número de mols é dado por n = C \cdot V,
onde n é o número de mols, C é a concentração em \mathrm{mol/L} e V é o volume em litros. Sempre converter mL para L: 1{,}0\\ \mathrm{mL}=0{,}001\\ \mathrm{L}.

Passo 3

Cálculo do número de mols de \mathrm{NaOH} adicionados: \n
  • Converter volume: 25,0\\ \mathrm{mL} = 0,0250\\ \mathrm{L}.\n
  • Aplicar n = C\cdot V com C_{\mathrm{NaOH}} = 0,20\\ \mathrm{mol/L} e V_{\mathrm{NaOH}} = 0,0250\\ \mathrm{L}: n_{\mathrm{NaOH}} = 0,20 \times 0,0250.

Passo 4

Relação com o sal formado: \n
  • Pela estequiometria 1:1, o número de mols do monocarboxilato de sódio formado no ponto de equivalência é igual ao número de mols de \mathrm{NaOH} adicionados, isto é n_{\text{sal}} = n_{\mathrm{NaOH}}.

Passo 5

Volume final da solução e concentração do sal: \n
  • Volume final é a soma dos volumes misturados: 25,0\\ \mathrm{mL} + 25,0\\ \mathrm{mL} = 50,0\\ \mathrm{mL} = 0,0500\\ \mathrm{L}.\n - A concentração do sal na solução final é dada por \[C_{\text{sal}} = \frac{n_{\text{sal}}}{V_{\text{final}}} = \frac{n_{\mathrm{NaOH}}}{0,0500}.\]

Passo 6

Substituindo os valores numéricos na expressão preparada: \n
  • Temos n_{\mathrm{NaOH}} = 0,20 \times 0,0250, portanto o que devemos dividir é \dfrac{0,20 \times 0,0250}{0,0500}.\n
    (A partir daqui fazemos a divisão para obter a concentração numérica final.)

Resposta

1,0\times 10^{-1}\\ \mathrm{mol/L}

Exercícios relacionados