Após compreensão do processo, suponha que foi realizado o procedimento descrito em uma amostra que continha apenas ureia-
como fonte de nitrogênio (neste caso apenas o nitrogênio orgânico estava presente). Considerando os dados a seguir, determine a concentração de Ureia (Massa molar=
), em mg/L, presente em amostra foi submetida ao procedimento:
Dados: Volume de amostra submetida ao processo: 500 mL
Concentração da solução de HCl adicionada em excesso para conversão da amônia em amônio:
Volume de solução de HCl adicionada em excesso para conversão da amônia em amônio: 100 mL
Volume de NaOH (concentração
) utilizado para titular o
em excesso (pós conversão de amônia em amônio) até o ponto de equivalência: 20 mL .
OBS: no ponto de equivalência da titulação proposta neste exercício, o número de mols de
(titulante) é igual ao número de mols de
que não reagiu com a amônia gasosa para formar os íons amônio.
Concentração da solução de HCl adicionada em excesso para conversão da amônia em amônio:
OBS: no ponto de equivalência da titulação proposta neste exercício, o número de mols de
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar a concentração de ureia, em mg/L, presente na amostra submetida ao procedimento.
Informações e dados fornecidos:
Informações e dados fornecidos:
Observação dada no enunciado: no ponto de equivalência, o número de mols de
do titulante é igual ao número de mols de
que NÃO reagiram com a amônia.
O enunciado também informa que a amostra contém apenas ureia como fonte de nitrogênio (ou seja, todo o nitrogênio orgânico vem da ureia).
O enunciado também informa que a amostra contém apenas ureia como fonte de nitrogênio (ou seja, todo o nitrogênio orgânico vem da ureia).
Passo 2
Entendendo o raciocínio químico por trás do procedimento (explicação didática):
- Ao adicionar
em excesso, toda a amônia liberada a partir do nitrogênio orgânico (aqui, proveniente da ureia) é convertida em íon amônio segundo a reação
Cada mol de
consome exatamente 1 mol de
.
- Como adicionamos
em excesso, sobra não reagido. Titramos esse excesso com . A reação de neutralização é
portanto cada mol de
gasto na titulação corresponde a 1 mol de
que estava em excesso.
- Logo, sabendo os mols iniciais de
e os mols de usados, podemos determinar quantos mols de foram consumidos formando , e isso nos dá quantos mols de havia. - Por fim precisamos relacionar mols de
com mols de ureia: a ureia tem fórmula , ou seja, cada molécula de ureia tem dois grupos e, após digestão/hidrólise, produz 2 mols de . Portanto
Isso é crucial para converter mols de
em mols de ureia.
Passo 3
Calcular os mols de
adicionados inicialmente. Usamos a definição de molaridade: mols
molaridade
volume (em litros).
Passo 4
Calcular os mols de
usados na titulação (que equivalem aos mols de
que sobraram).
Passo 5
Determinar os mols de
que reagiram com a amônia (isto é, os mols de
consumidos para formar
). É a diferença entre os mols de HCl adicionados e os mols de HCl que ficaram (igual aos mols de NaOH usados).
Passo 6
Relacionar esses mols de
consumidos com os mols de
. Como a estequiometria da reação é 1:1 (
), temos:
Passo 7
Converter mols de
em mols de ureia usando a estequiometria da ureia: cada mol de ureia produz 2 mols de
. Portanto
Passo 8
Calcular a massa de ureia presente na amostra usando a massa molar da ureia
.
Converter para miligramas:
Passo 9
Converter essa massa para concentração em
. A massa de
está na amostra de
. Portanto a concentração em
é
Passo 10
Resumo rápido do raciocínio para a prova (dica amigável): calcule sempre mols iniciais do ácido, subtraia os mols neutralizados pelo titulante para achar o ácido consumido pela amônia; como
consome 1 mol de
cada, iguale isso aos mols de
; converta
em ureia lembrando que 1 mol de ureia → 2 mols de
; multiplique pela massa molar e divida pelo volume da amostra em litros para obter mg/L. Vai dar certo — respira, você consegue!
Resposta
48 mg/L