Apresente os cálculos necessários para preparar as seguintes soluções aquosas:
250 mL de NaOH de pH 10, a partir do sólido puro.
250 mL de NaOH de pH 10, a partir do sólido puro.
Passo 1
O que o problema pede e o que foi dado.
- Pedido: calcular a massa de NaOH sólido a ser pesada para preparar
de solução de NaOH com . - Dados fornecidos: volume final
e . - Informação implícita: NaOH é um eletrólito forte (dissocia completamente em água) e a preparação é à temperatura ambiente padrão (usar
aproximado igual a ). - Objetivo prático: encontrar a massa de NaOH puro que corresponde à concentração necessária para ter
na solução final.
Passo 2
Entendendo a relação entre
,
e concentração de
.
- Definições:
e . - Relação água pura (a
): . - Aplicando ao nosso caso:
Expliquei: aqui cada variável significa:
é o logaritmo negativo da concentração de íons hidrogênio,
é o logaritmo negativo da concentração de íons hidróxido, e usamos
como soma padrão a
.
Passo 3
Calcular a concentração de
a partir de
.
- Fórmula:
- Substituindo:
Expliquei: isso significa que, para ter
, precisamos que a solução contenha
mol de
por litro.
Passo 4
Relacionar concentração de
com concentração de NaOH.
- Reação de dissociação (forte eletrólito):
- Como dissocia completamente, a concentração inicial de NaOH (mol/L) é igual à concentração de
:
Expliquei: isso simplifica muito porque não precisamos considerar equilíbrio — cada mol de NaOH dá 1 mol de
.
Passo 5
Calcular o número de mols de NaOH necessários para
.
- Converter volume para litros:
- Usar
:
Expliquei: aqui
é quantidade de substância em mols,
é concentração em mol·L^{-1} e
é volume em L.
Passo 6
Converter mols em massa usando a massa molar.
- Massa molar aproximada (somando massas atômicas):
. Tomamos . - Calcular a massa:
- Em notação decimal com vírgula:
Expliquei:
é a massa em gramas,
em mol e
em g·mol^{-1}.
Passo 7
Observação prática e sugestão de procedimento laboratorial (muito importante).
- A massa calculada
é extremamente pequena; poucas balanças analíticas têm precisão confiável nessa faixa (normalmente resolução prática é ou em balanças muito boas). Portanto, medir diretamente essa massa é pouco prático e impreciso. - Procedimento recomendado: preparar uma solução estoque concentrada e fazer diluição medida com pipeta/frasco volumétrico. Use a relação da diluição:
onde
e
são concentração e volume da solução estoque e
e
da solução final.
- Exemplo prático: se você preparar uma solução estoque de
(fácil de preparar pesando-se de NaOH para ), então o volume que precisa pipetar para obter a é:
Ou seja, pipetar
dessa solução
para um frasco volumétrico de
e completar com água até a marca. Isso é muito mais prático e preciso do que tentar pesar
.
- Segurança: NaOH é cáustico; use luvas, óculos de proteção e adicione sempre o sólido/solução concentrada à água (nunca o contrário) se for dissolver sólido forte.