21- Em um erlenmeyer foram colocados 20,0 \mathrm{~mL} de solução aquosa de ácido sulfúrico 0,1 \mathrm{mol} / \mathrm{L}, mais gotas de fenolftaleína (indicador, que é incolor em meio ácido e róseo em meio alcalino). Em seguida, com auxílio de uma bureta, foi transferida para o erlenmeyer solução aquosa de hidróxido de sódio 0,1 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} gota a gota, agitando-se constantemente para homogeneização. A solução do erlenmeyer terá cor rósea persistente quando o volume de solução de hidróxido de sódio transferido for de quanto?

Passo 1

O enunciado descreve uma titulação de 20,0 mL de solução de ácido sulfúrico 0,1 mol/L com solução de NaOH 0,1 mol/L, usando fenolftaleína (incolor em meio ácido e róseo em meio alcalino). Como o ácido sulfúrico é diprótico, precisamos neutralizar as duas etapas de dissociação para que o pH fique alcalino e a fenolftaleína mude de cor.

Passo 2

Calcular o número de mols de \mathrm{H_2SO_4} inicialmente presentes:
n_{\mathrm{H_2SO_4}} = C \times V = 0{,}1\;\mathrm{mol/L} \times 0{,}020\;\mathrm{L} = 0{,}002\;\mathrm{mol}.

Passo 3

Escrever a reação global de neutralização das duas prótons de \mathrm{H_2SO_4} pelo \mathrm{NaOH}:
\mathrm{H_2SO_4} + 2\,\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na_2SO_4} + 2\,\mathrm{H_2O}.
Para que o meio fique alcalino (fenolftaleína rósea), é preciso chegar ao segundo ponto de equivalência, consumindo 2 mols de NaOH para cada mol de H_{2}S O_{4}.

Passo 4

Calcular o número de mols de \mathrm{NaOH} necessário:
n_{\mathrm{NaOH}} = 2 \times n_{\mathrm{H_2SO_4}} = 2 \times 0{,}002\;\mathrm{mol} = 0{,}004\;\mathrm{mol}.

Passo 5

Converter os mols de \mathrm{NaOH} em volume de solução 0,1 mol/L:
V_{\mathrm{NaOH}} = \frac{n_{\mathrm{NaOH}}}{C_{\mathrm{NaOH}}} = \frac{0{,}004\;\mathrm{mol}}{0{,}1\;\mathrm{mol/L}} = 0{,}040\;\mathrm{L} = 40{,}0\;\mathrm{mL}.

Resposta

\,40,0\;\mathrm{mL}

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