14- Misturamos 300 mL de uma solução aquosa de \mathrm{H}_{3} \mathrm{PO}_{4} 0,5 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} com 150 mL de solução aquosa de \mathrm{KOH} 3,0 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}. Qual a molaridade da solução final em relação ao sal formado?

Passo 1

O enunciado diz que misturamos 300 mL de solução de \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} 0,5 mol/L com 150 mL de solução de \mathrm{KOH} 3,0 mol/L. O conteúdo aqui é reação de neutralização ácido-base e estequiometria para determinar o sal formado e sua concentração.

Passo 2

Calculemos as quantidades em mol de cada reagente:
A quantidade de \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} é
n_{\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}} = 0,300\\ \mathrm{L}\times 0,5\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} = 0,15\\ \mathrm{mol}.
A quantidade de \mathrm{KOH} é
n_{\mathrm{KOH}} = 0,150\\ \mathrm{L}\times 3,0\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} = 0,45\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

A reação completa de neutralização do ácido fosfórico com hidróxido de potássio é
\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} + 3\,\mathrm{KOH} \longrightarrow \mathrm{K}_{3}\mathrm{PO}_{4} + 3\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
Para neutralizar 1 mol de \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} são necessários 3 mol de \mathrm{KOH}. Aqui temos 0,15 mol de ácido e 0,45 mol de base, exatamente a proporção 1:3. Portanto, todo o ácido é consumido, e forma-se \mathrm{K}_{3}\mathrm{PO}_{4} quantitativamente.

Passo 4

Como cada mol de \mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4} gera 1 mol de \mathrm{K}_{3}\mathrm{PO}_{4}, os mols de sal formados são
n_{\mathrm{K}_{3}\mathrm{PO}_{4}} = n_{\mathrm{H}_{3}\mathrm{PO}_{4}} = 0,15\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

O volume total da solução final é
V_{\text{total}} = 300\\ \mathrm{mL} + 150\\ \mathrm{mL} = 450\\ \mathrm{mL} = 0,450\\ \mathrm{L}.
Logo, a molaridade do sal é
M = \frac{n_{\mathrm{K}_{3}\mathrm{PO}_{4}}}{V_{\text{total}}} = \frac{0,15\\ \mathrm{mol}}{0,450\\ \mathrm{L}} = 0,33\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.

Resposta

A concentração final do sal \mathrm{K}_{3}\mathrm{PO}_{4} é 0,33\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.

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