01 (PUC-Campinas) Em uma titulação de solução de um ácido orgânico monocarboxílico, para atingir o “ponto de equivalência”, utilizaram-se
de solução aquosa de soda cáustica (NaOH) de concentração
, e
de solução aquosa do ácido orgânico. No ponto de equivalência, a concentração, em
, do monocarboxilato de sódio na solução final é
a)
b)
c)
d)
e)
a)
b)
c)
d)
e)
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:
.\n - Concentração da solução de NaOH:
.\n - Volume da solução do ácido orgânico (monocarboxílico):
.\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
e hidróxido de sódio é 1:1: - “Ponto de equivalência” significa que as quantidades de reagentes reagem completamente segundo a estequiometria; aqui, o número de mols de
adicionados é igual ao número de mols de ácido inicialmente presente e igual ao número de mols do sal formado ( ).\n - Fórmula útil: o número de mols é dado por
onde
é o número de mols,
é a concentração em
e
é o volume em litros. Sempre converter mL para L:
.
Passo 3
Cálculo do número de mols de
adicionados: \n
- Converter volume:
.\n - Aplicar
com e :
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
adicionados, isto é
Passo 5
Volume final da solução e concentração do sal: \n
- Volume final é a soma dos volumes misturados:
Passo 6
Substituindo os valores numéricos na expressão preparada: \n
- Temos
, portanto o que devemos dividir é .\n
(A partir daqui fazemos a divisão para obter a concentração numérica final.)