56-1,00 g de amostra de um metal X (que, sabe-se, forma íns X^2+ ) foi adicionado a 0,100 L de uma solução 0,500 M de H2SO4. Depois de todo o metal ter reagido, o ácido restante necessitou de 0,0334 L de uma solução 0,500 M de NaOH para ser neutralizado. Calcule a massa molar do metal e identifique o elemento.

Passo 1

Resumo do enunciado e o que vamos usar
Você tem 1,00 g de um metal X (que vira X²⁺) colocado em 0,100 L de H₂SO₄ 0,500 M. Depois que tudo reage, sobra ácido, e esse ácido “excedente” precisa de 0,0334 L de NaOH 0,500 M para ficar neutro.
Conteúdo da matéria:
  • Molaridade e cálculo de mol (n = M·V)
  • Estequiometria de reação ácido-metal e de neutralização ácido-base
    O que precisamos fazer:
  1. Calcular quantos mols de H₂SO₄ tínhamos no começo.
  2. Calcular quantos mols de NaOH foram usados na neutralização.
  3. Descobrir quantos mols de H₂SO₄ sobraram.
  4. A partir disso, achar quantos mols de H₂SO₄ reagiram com o metal (que é igual aos mols de X).
  5. Com isso, calcular a massa molar de X e identificar o elemento.

Passo 2

Calcular os mols iniciais de H₂SO₄
A molaridade M é definida como
n = M times V
Então, para o H₂SO₄ inicial:
nrm H2SO4,inicial = 0.500mol/L times 0.100L = 0.0500mol

Passo 3

Calcular os mols de NaOH usados na titulação
Mesma fórmula, agora para o NaOH:
nrm NaOH = 0.500mol/L times 0.0334L = 0.0167mol

Passo 4

Determinar quantos mols de H₂SO₄ sobraram
Na neutralização, cada mol de H₂SO₄ gera 2 H⁺ e cada H⁺ é neutralizado por 1 OH⁻:
H2SO4 + 2,NaOH to Na2SO4 + 2,H2O
Logo, para neutralizar 1 mol de H₂SO₄ são necessários 2 mol de NaOH.
Então os mols de H₂SO₄ que sobraram são:
nrm H2SO4,restante = nrm NaOH2 = 0.01672 = 0.00835mol

Passo 5

Calcular quantos mols de H₂SO₄ reagiram com o metal
Total inicial menos o que sobrou:
nrm H2SO4,consumido = 0.0500 - 0.00835 = 0.04165mol
Na reação metal + H₂SO₄ → XSO₄ + H₂, 1 mol de X consome 1 mol de H₂SO₄. Portanto,
nX = nrm H2SO4,consumido = 0.04165mol

Passo 6

Calcular a massa molar do metal X
Massa molar MX = 1,00g0.04165mol approx 24,0g/mol é a massa (1,00 g) dividida pelos mols:

Passo 7

Identificar o elemento
Na Tabela Periódica, o elemento com massa molar próxima de 24,0 g/mol é o magnésio (Mg), que forma Mg²⁺.

Resposta

A massa molar do metal X é aproximadamente 24,0 g/mol, e o elemento é o magnésio (Mg).

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