16- A soda cáustica (hidróxido de sódio, NaOH ) é uma base comercial muito utilizada para fabricação de sabões “caseiros”. Supondo um frasco de NaOH comercial de pureza
, determine:
a)Qual a massa de NaOH necessária para preparar 1 L de uma solução estoque
?
b)Qual a concentração de uma nova solução preparada pela diluição de 5 mL da solução estoque em 200 mL de água?
a)Qual a massa de NaOH necessária para preparar 1 L de uma solução estoque
b)Qual a concentração de uma nova solução preparada pela diluição de 5 mL da solução estoque em 200 mL de água?
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede, sem começar a resolver ainda.
-
Dados fornecidos:
- Pureza da soda cáustica (NaOH) comercial:
m/m (ou seja, a fração mássica de NaOH é ). - Deseja-se preparar uma solução estoque com concentração
. - Volume final da solução estoque:
. - Para a diluição: serão usados
da solução estoque adicionados em de água (logo o volume final será ).
- Pureza da soda cáustica (NaOH) comercial:
-
Perguntas:
(a) Qual a massa de NaOH (do produto comercial, com purezam/m) necessária para preparar da solução estoque ?
(b) Qual a concentração (em) da nova solução obtida ao diluir da solução estoque em de água?
Passo 2
Conceitos e fórmulas que vou usar (explicadinho):
- Molaridade (concentração molar) é a quantidade de matéria (moles) por volume da solução em litros. Fórmula:
onde
é a concentração em
,
é o número de moles e
é o volume em
.
- Relação entre massa e número de moles:
onde
é a massa do soluto em gramas,
é o número de moles e
é a massa molar (g/mol). Para o hidróxido de sódio, a massa molar aproximada é
- Pureza em percentagem m/m: se a amostra comercial tem pureza
(fração mássica, por ex. ), então a massa de amostra necessária para obter uma massa de NaOH pura satisfaz
- Diluição (fórmula prática usada em provas): conservamos número de mols do soluto ao diluir. Assim,
onde
são concentração e volume da solução inicial e
são da solução final. Importante: volumes devem estar na mesma unidade (usarei
).
Passo 3
Resolver a parte (a): calcular quantos moles de NaOH são necessários para
de solução
.
- Aplicando
:
Agora converto moles em massa de NaOH puro usando
:
Isso significa que, para ter a quantidade correta de NaOH puro, são necessários
de NaOH puro.
Passo 4
Ainda na parte (a): levar em conta a pureza
(fração mássica
). A massa de produto comercial a ser pesada é
Faço a divisão:
Arredondando de forma prática para uma balança de laboratório (duas casas decimais) uso
Explicação rápida: pesa-se aproximadamente
do produto comercial (que contém
de NaOH) e dissolve-se para completar
da solução estoque
.
Passo 5
Resolver a parte (b): diluição de
da solução estoque em
de água.
- Primeiro notar volumes em litros:
- Volume final da mistura é a soma (pois afirmou-se “em
de água”, logo ):
Usando a fórmula da diluição
e sabendo
:
Calculo o numerador:
Dividindo:
Arredondando para três algarismos significativos (prático em provas):
Passo 6
Resumo prático do que fazer na bancada (mini-dica para a prova/laboratório):
- Para preparar
da solução estoque, pesar cerca de do NaOH comercial (pureza ), dissolver em água e completar o volume para . - Para a diluição, usar
da solução estoque e adicionar de água (volume final ), obtendo concentração .
Resposta
(a)
(massa do NaOH comercial, pureza
, a ser pesada).
(b)
(b)