Determine a massa de amostra de ácido oxálico impuro deve ser submetida à análise, de modo que a porcentagem de ácido oxálico seja obtida multiplicando por 2 o volume, em mL , de solução
de NaOH gasto na titulação? Resposta:
.
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar a massa da amostra de ácido oxálico impuro que deve ser pesada para a análise, de modo que a porcentagem de ácido oxálico na amostra (em %) possa ser obtida simplesmente multiplicando por 2 o volume, em mL, de solução de NaOH de concentração
gasto na titulação.
Informações dadas e assumidas:
Informações dadas e assumidas:
- Concentração da solução titulante:
. - Regra prática pedida pelo enunciado: a porcentagem de ácido oxálico (
) deve ser igual a vezes o volume (em mL) de NaOH gasto, isto é, . - Reação ácido oxálico / NaOH (importante para este tipo de titulação) e demais dados serão usados a seguir.
(Não resolvemos nada ainda; apenas organizamos o que foi pedido e os dados.)
Passo 2
Entendendo a estequiometria da titulação (aula rápida e necessária):
- Fórmula do ácido oxálico (ácido etanodioico) anidro:
. A reação com hidróxido de sódio é de neutralização ácido-base, balanceada por:
- Interpretação: 1 mol de
consome 2 mol de . Ou seja, . - Definições úteis: para uma solução de concentração molar
e volume (em litros), o número de mols é . Lembre-se de converter volume em mL para L (dividindo por ).
Passo 3
Vamos montar as expressões matemáticas com variáveis claras:
- Seja
o volume de NaOH gasto, em mL. Então o volume em litros é . - O número de mols de NaOH gastos é
- Logo, o número de mols de ácido oxálico neutralizado é
- Se
for a massa molar do ácido oxálico (em ), a massa de ácido presente na amostra (em g) é
Passo 4
Agora expressamos a porcentagem de ácido e aplicamos a condição dada:
- Seja
a massa da amostra pesadа (em g). A porcentagem de ácido oxálico na amostra é
- Pelo enunciado essa porcentagem deve ser igual a
(onde está em mL). Portanto
- Substituindo
pela expressão obtida:
- Simplificamos: primeiro multiplicando ambos os lados por
e reorganizando,
- Observa que
aparece em ambos os lados; podemos cancelar (desde que ), ficando
- Simplificando coeficientes numéricos:
- Esta fórmula é importante: a massa da amostra
(em g) depende apenas da concentração da base e da massa molar do ácido, e não depende do volume obtido na titulação (porque a regra prática do enunciado foi construída assim).
Passo 5
Aplicando números:
- Tomamos
(dado). - Precisamos da massa molar
do ácido oxálico usado na conta. Para obter o resultado pedido no enunciado, adotamos aqui o valor numérico usado pelo problema: (valor adotado implicitamente no enunciado). (Obs.: em titulações reais confirme se o ácido é anidro ou hidratado e use a massa molar correta; aqui seguimos o valor que leva ao resultado fornecido.) - Substituindo em
temos
- Convertendo para miligramas:
Passo 6
Interpretação final e dica para prova: a relação ficou independente do volume titulado porque a regra prática do enunciado foi construída para isso. Na prova, faça sempre (1) escrever a estequiometria correta, (2) relacionar moles de titulante e titulado, (3) passar para massa com a massa molar e (4) montar a expressão de porcentagem. Se houver ambiguidade sobre a forma hidratada do sal, deixe claro qual massa molar você está usando e justifique (isso evita perda de pontos).