de um metal bivalente foi dissolvido em 10 mL de ácido sulfúrico 0,50 molar. O excesso de ácido foi neutralizado por 16 mL de hidróxido de potássio 0,25 molar. Calcule a massa atômica do metal.
Passo 1
O enunciado pede para calcular a massa atômica do metal bivalente a partir das quantidades de reagentes e do excesso de ácido neutralizado. Dados fornecidos (vou interpretar vírgulas como separador decimal, como é usual em português):
Massa do metal: (interpretei
como
, pois valores típicos em titulações são dessa ordem);
Volume do ácido sulfúrico: com concentração
;
Volume da solução de hidróxido de potássio usada na neutralização do excesso: com concentração
.
O ácido é (ácido diprótico) e o metal é bivalente (carga
). A pergunta: determinar a massa atômica do metal.
Massa do metal:
Volume do ácido sulfúrico:
Volume da solução de hidróxido de potássio usada na neutralização do excesso:
O ácido é
Passo 2
Converter volumes em litros e usar definição de molaridade para achar moles iniciais de
. A molaridade
relaciona moles
e volume
por
onde
está em
e
em
.
Volume do ácido: .
Concentração do ácido: .
Logo moles iniciais de :
Volume do ácido:
Concentração do ácido:
Logo moles iniciais de
Passo 3
Calcular moles de
usados na titulação do excesso. Converter volume:
. Concentração
. Aplicando
:
Passo 4
Entender a estequiometria da neutralização. A reação entre
e
é
Isto mostra que 1 mol de
requer 2 mol de
para neutralizar totalmente. Portanto os moles de
neutralizados pelo
empregado são
Explanação rápida: cada
fornece um
que neutraliza um
; como
tem 2 prótons ácidos por molécula, precisa-se de 2
por molécula de ácido.
Passo 5
Determinar quantos moles de
reagiram com o metal: é a diferença entre o inicial e o que sobrou e foi titulado:
Passo 6
Relacionar a reação metal-ácido e a estequiometria entre metal e
. A reação genérica para um metal bivalente
com ácido sulfúrico é
Isso mostra que 1 mol de metal
consome 1 mol de
(razão estequiométrica
). Portanto os moles de metal presentes são iguais aos moles de
que reagiram:
Passo 7
Calcular a massa atômica (massa molar) do metal usando
Substituindo massa
e
:
Explicação da conta: dividir por
equivale a multiplicar por
;
. Esse valor é a massa atômica experimental do metal segundo os dados.