2,0608 \mathrm{~g} de biftalato de potássio foram neutralizados por 42,50 \mathrm{~mL} de uma solução de hidróxido de sódio
a. Escreva a equação química que ocorre entre a substância padrão primário e o agente titulante.
b. Determine a concentração em \mathrm{mol} \mathrm{L}^{-1} da solução de hidróxido de sódio.

Passo 1

O enunciado dá que 2,0608\\ \mathrm{g} de biftalato de potássio foram neutralizados por 42,50\\ \mathrm{mL} de uma solução de hidróxido de sódio. As perguntas são:
a. Escrever a equação química que ocorre entre a substância padrão primário (biftalato de potássio) e o titulante ( \mathrm{NaOH}).
b. Determinar a concentração em \mathrm{mol\;L^{-1}} da solução de \mathrm{NaOH}.
Dados fornecidos que vamos usar: massa do padrão =2,0608\\ \mathrm{g}; volume do titulante =42,50\\ \mathrm{mL}.

Passo 2

Explicação do que é o biftalato de potássio e por que ele é usado como padrão primário.
O biftalato de potássio (KHP) é uma forma de ácido orgânico estável, puro e de massa molar bem conhecida; por isso é muito usado como padrão primário para padronizar soluções de bases fortes como \mathrm{NaOH}. Em titulações ácido–base, KHP reage com \mathrm{NaOH} em relação estequiométrica 1:1 (cada mol de KHP consome um mol de \mathrm{NaOH}). Essa relação 1:1 é crucial para calcular a concentração da base a partir da massa conhecida do padrão.

Passo 3

Escrever a equação química balanceada (resposta da parte a) e explicar os termos.
A reação ácido–base entre o biftalato de potássio e hidróxido de sódio é uma neutralização simples, escrita assim:
\mathrm{KHC_8H_4O_4} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{KNaC_8H_4O_4} + \mathrm{H_2O}
Aqui cada símbolo representa: \mathrm{KHC_8H_4O_4} (biftalato de potássio, KHP), \mathrm{NaOH} (hidróxido de sódio), o sal de reação \mathrm{KNaC_8H_4O_4} e água \mathrm{H_2O}. A estequiometria é 1:1 (um mol de KHP reage com um mol de \mathrm{NaOH}).

Passo 4

Calcular a massa molar do KHP e explicar como se faz isso.
Para transformar massa em número de mols precisamos da massa molar (massa de um mol). Soma-se as massas atômicas dos átomos da fórmula. Usando valores aproximados da tabela periódica:
M(\mathrm{KHC_8H_4O_4}) = M(\mathrm{K}) + 8M(\mathrm{C}) + 5M(\mathrm{H}) + 4M(\mathrm{O})
Substituindo valores (em \mathrm{g\;mol^{-1}}):
M(\mathrm{K})\approx 39,10,\quad M(\mathrm{C})\approx 12,01,\quad M(\mathrm{H})\approx 1,008,\quad M(\mathrm{O})\approx 15,999
Agora o somatório:
M = 39,10 + 8\cdot 12,01 + 5\cdot 1,008 + 4\cdot 15,999
M = 39,10 + 96,08 + 5,04 + 63,996 = 204,22\\ \mathrm{g\;mol^{-1}}
Portanto adotamos M(\text{KHP})=204,22\\ \mathrm{g\;mol^{-1}}.

Passo 5

Calcular o número de mols de KHP a partir da massa dada e explicar fórmula usada.
A relação entre massa m, número de mols n e massa molar M é:
n=\frac{m}{M}
Aplicando ao nosso caso:
n(\text{KHP})=\frac{2,0608}{204,22}
Faço a divisão (explico o cálculo): primeiro converter os números para a mesma unidade (já estão em gramas e \mathrm{g\;mol^{-1}}), depois dividir. O resultado numérico é
n(\text{KHP})\approx 0,0100911\\ \mathrm{mol}.
Arredondarei mais tarde conforme regras de algarismos significativos.

Passo 6

Relacionar os mols de KHP aos mols de \mathrm{NaOH} usando a estequiometria da reação.
Da equação do Passo 3 a relação molar é 1\\ \text{mol KHP} : 1\\ \text{mol NaOH}. Assim:
n(\mathrm{NaOH}) = n(\text{KHP}) \approx 0,0100911\\ \mathrm{mol}.
Isso significa que a amostra de KHP consumiu exatamente esse número de mols de \mathrm{NaOH}.

Passo 7

Converter o volume usado de \mathrm{NaOH} para litros e explicar por quê.
A concentração em \mathrm{mol\;L^{-1}} pede mol por litro; o volume dado é 42,50\\ \mathrm{mL}. Convertemos:
V = 42,50\\ \mathrm{mL} = 0,04250\\ \mathrm{L}.
(Para converter mL em L dividimos por 1000.)

Passo 8

Calcular a concentração da solução de \mathrm{NaOH} e explicar a fórmula.
A concentração molar c é dada por
c=\frac{n}{V}.
Substituindo n(\mathrm{NaOH}) e V:
c=\frac{0,0100911}{0,04250}\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} \approx 0,23744\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.
Agora considerar algarismos significativos: o volume 42,50\\ \mathrm{mL} tem quatro algarismos significativos, a massa 2,0608\\ \mathrm{g} tem cinco; assim a concentração final é adequada com quatro algarismos significativos. Portanto apresentamos:
c(\mathrm{NaOH}) = 0,2374\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.

Resposta

a. \mathrm{KHC_8H_4O_4} + \mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{KNaC_8H_4O_4} + \mathrm{H_2O}
b. 0,2374\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}

Exercícios relacionados