O ácido fosfórico é usado na indústria de alimentos (acidulante em bebidas e alimentos processados) e fertilizantes (componente chave do fósforo para o solo). Seus usos também incluem a limpeza e passivação de metais, fabricação de produtos químicos, tratamento de água e na odontologia. Para determinar a concentração de ácido fosfórico em uma amostra, foi retirada uma alíquota de 10 mL da amostra e titulada com solução de hidróxido de sódio de concentração 0,025 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}. Foram gastos 13,2 \mathrm{~mL} de solução de hidróxido de sódio na titulação. Qual é a concentração de ácido fosfórico na amostra?

Passo 1

O enunciado pede a concentração do ácido fosfórico em uma amostra. Informações fornecidas pelo enunciado:
\text{aliquota da amostra: }10\\ \text{mL}
\text{solução titulante: NaOH com concentração }0,025\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}}çãçã
\text{volume de NaOH gasto na titulação: }13,2\\ \text{mL}çã
A tarefa é usar esses dados para calcular a concentração do ácido fosfórico na aliquota (e, portanto, da amostra).

Passo 2

Entendendo a reação e a estequiometria: o ácido fosfórico tem fórmula \mathrm{H_3PO_4} e é um ácido triprótico (pode doar até três prótons). A neutralização completa por hidróxido de sódio obedece à equação balanceada:
\mathrm{H_3PO_4 + 3\,NaOH \longrightarrow Na_3PO_4 + 3\,H_2O}
Isso significa que cada mol de \mathrm{H_3PO_4} consome exatamente 3 mols de \mathrm{NaOH}. Essa relação estequiométrica é essencial para passar dos mols de base titulante para os mols do ácido.

Passo 3

Como calcular o número de mols de \mathrm{NaOH} adicionados: usamos a definição de concentração molar,
n = C \cdot V
onde n é o número de mols, C é a concentração em \mathrm{mol\\ L^{-1}} e V é o volume em litros. Primeiro convertemos o volume de \mathrm{NaOH} de mililitros para litros:
13,2\\ \text{mL} = 0,0132\\ \text{L}.
Agora calculamos:
n_{\mathrm{NaOH}} = 0,025\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}} \times 0,0132\\ \mathrm{L} = 0,00033\\ \mathrm{mol}.
(Detalhe do cálculo: 0,025 \times 0,0132 = 0,00033.)

Passo 4

Usando a estequiometria para obter os mols de \mathrm{H_3PO_4}: pela equação balanceada, a razão é
\frac{n_{\mathrm{NaOH}}}{n_{\mathrm{H_3PO_4}}} = 3.
Logo,
n_{\mathrm{H_3PO_4}} = \frac{n_{\mathrm{NaOH}}}{3} = \frac{0,00033}{3} = 0,00011\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

Calcular a concentração do ácido na aliquota: a concentração molar do ácido é
C_{\mathrm{H_3PO_4}} = \frac{n_{\mathrm{H_3PO_4}}}{V_{\text{aliquota}}}.
Convertemos a aliquota para litros:
10\\ \text{mL} = 0,01\\ \text{L}.
Então
C_{\mathrm{H_3PO_4}} = \frac{0,00011\\ \mathrm{mol}}{0,01\\ \mathrm{L}} = 0,011\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}}.
Interpretação: a concentração encontrada é a concentração do ácido fosfórico na aliquota de 10\\ \text{mL}, que representa a concentração da amostra original.

Resposta

0,011\\ \mathrm{mol\\ L^{-1}}

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