Q2. Um analista foi chamado para analisar um sólido branco contido em um frasco rotulado “ácido monoprótico fraco puro”. Para a análise
do referido ácido foram dissolvidas e transferidas quantitativamente para um balão volumétrico de
, completando-se o volume com água destilada. No entanto, não foi possível titular diretamente essa solução por ter ficado muito concentrada. Assim, foi retirada uma alíquota
desta solução e diluída em um balão de
. Uma alíquota de
desta última solução foi titulada com uma solução de
, gastando-se
para atingir o P.F. Admitindo que não tenham ocorridos erros na análise, determine:
a. A concentração do ácido no balão de
.
b. A massa molar do ácido.
a. A concentração do ácido no balão de
b. A massa molar do ácido.
Passo 1
O que o enunciado nos dá e o que pede (peguei todos os números do enunciado):
- Massa do ácido inicialmente pesada:
. - Essa massa foi dissolvida e o volume final do balão-mãe:
. - Foi retirada uma alíquota de
dessa solução e diluída até . - Da solução obtida (o frasco de
) foi titulada uma alíquota de com NaOH , consumindo-se de NaOH até o ponto final. - O ácido é monoprótico (cada molécula doa um próton).
O enunciado pede:
(a) a concentração do ácido na solução do balão de ;
(b) a massa molar (massa molar média) do ácido puro.
(a) a concentração do ácido na solução do balão de
(b) a massa molar (massa molar média) do ácido puro.
Passo 2
Entendendo a reação e a ideia da titulação (aula rapidinha e prática).
- Para um ácido monoprótico genérico
a reação com hidróxido é
ou seja, a razão estequiométrica é de
entre mols de ácido e mols de
.
- Em titulações usamos a relação número de mols
, onde é concentração em e é volume em litros. - Primeiro passo prático: calcular os mols de
gastos no ponto final; esses mols são exatamente os mols do ácido presentes na alíquota titulada (por causa da razão ).
Calculemos os mols de
.
Passo 3
Mols de ácido presentes na alíquota titulada.
- Pela estequiometria
, os mols de ácido na alíquota de são
Passo 4
Concentração do ácido na solução do balão de
(a solução que veio da diluição da alíquota de
).
- A alíquota titulada tinha volume
, então
(Isto é a concentração da solução de
.)
Passo 5
Relacionando a concentração no balão de
com a do balão de
(fórmula de diluição).
- A solução de
foi obtida diluindo da solução do balão de . Usamos a relação de conservação de mols na diluição:
onde
e
. Em unidades quaisquer iguais (mL funciona aqui) temos
Logo
Substituindo o valor encontrado:
Arredondaremos adequadamente na resposta final.
Passo 6
Verificação e cálculo dos mols totais no balão-mãe de
.
- Volume total do balão-mãe:
. Mols de ácido contidos ali:
Isto deve corresponder ao número de mols obtidos dividindo a massa
pela massa molar
; agora podemos obter
.
Passo 7
Cálculo da massa molar do ácido.
- Definição: massa molar
.
- Considerando as cifras significativas dos dados (concentração do titulante com 4 algarismos significativos, volumes com 4 alg. sig., etc.), arredondamos a massa molar para 4 algarismos significativos:
.
Resposta
(a)
(b)