Em um erlenmeyer foram colocados
de solução aquosa de ácido sulfúrico
, mais gotas de fenolftaleína (indicador, que é incolor em meio ácido e róseo em meio alcalino). Em seguida, com auxílio de uma bureta, foi transferida para o erlenmeyer solução aquosa de hidróxido de sódio
gota a gota, agitando-se constantemente para homogeneização. A solução do erlenmeyer terá cor rósea persistente quando o volume de solução de hidróxido de sódio transferido for de:
a)
.
b)
.
c)
.
d)
.
e)
.
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que ele pede.
- Dados do enunciado:
- Volume da solução de ácido sulfúrico:
. - Concentração da solução de ácido sulfúrico:
. - Solução titulante (bureta): hidróxido de sódio com concentração
. - Indicador: fenolftaleína — é incolor em meio ácido e fica róseo (rosa) em meio básico.
- Volume da solução de ácido sulfúrico:
- O que se pergunta:
- Em qual dos volumes dados de solução de hidróxido de sódio transferidos para o erlenmeyer a solução ficará com cor rósea persistente?
- Observação importante (retirada do enunciado):
- As opções são: (a)
, (b) , (c) , (d) , (e) .
- As opções são: (a)
Passo 2
Entender o comportamento químico e o papel do indicador — aula rápida e prática.
- Reação de neutralização entre ácido sulfúrico e hidróxido de sódio:
- O ácido sulfúrico
é diprótico: cada molécula pode ceder até dois íons . - Em solução aquosa concentrada como aqui (0,1 M e volumes pequenos), podemos tratar as duas dissociações como efetivas para fins de titulação com base forte. Assim cada mol de
demanda dois mols de para neutralizar totalmente. - A equação global da neutralização (completando as duas etapas) entre
e é:
- Isso mostra a estequiometria: para cada mol de
são necessários mols de .
- O ácido sulfúrico
- Fenolftaleína como indicador:
- Ela fica rósea apenas quando existe excesso de base suficiente para elevar o pH acima da faixa de viragem (geralmente em torno de
a ). - No ponto de equivalência exato (quando todo o ácido foi consumido), qualquer pequena quantidade de base adicionada após esse ponto resultará em excesso de
e a fenolftaleína ficará rosada. Portanto, para observar cor rósea persistente é preciso ultrapassar o volume de equivalência (ou seja, adicionar uma gota a mais além do volume estequiométrico).
- Ela fica rósea apenas quando existe excesso de base suficiente para elevar o pH acima da faixa de viragem (geralmente em torno de
Passo 3
Calcular os mols de
iniciais e quantos mols de
são necessários para neutralizá-los.
- Converter volume de ácido para litros e calcular mols de
:
- Mols de
(ou equivalentes ácido) presentes inicialmente: (cada mol de fornece dois mols de ).
Passo 4
Calcular o volume de
necessário para neutralizar exatamente esses
de
.
- Concentração da
: . Mols de necessários = . - Volume de
requerido: Converter para mililitros: - Conclusão parcial: o volume estequiométrico (ponto de equivalência) é
.
Passo 5
Interpretar esse resultado com relação às opções e ao indicador.
- A fenolftaleína só ficará rósea persistente quando houver excesso de base — isto é, quando o volume de
for um pouco maior que o volume de equivalência . - Das alternativas, a que representa um volume imediatamente acima de
é a opção (b) . As demais ( , , , ) são menores que o ponto de equivalência e, portanto, a solução ainda estará ácida ou neutra e não apresentará a coloração rósea persistente. - Portanto a resposta correta é a opção (b).
Resposta
b)