Foram alcalinizados 25,00 mL de uma amostra de efluente com densidade de 1,42 g / mL com excesso de solução de hidróxido de sódio e, após a destilação, a amônia liberada foi coletada em excesso de ácido bórico (H3BO3). A titulação do borato
formado consumiu 22,00 mL de ácido sulfúrico 0,500 mol / L. Pergunta-se: Qual a massa de nitrogênio na amostra

Passo 1

Beleza, vamos resumir o problema. A gente tem 25,00 mL de um efluente (densidade 1,42 g/mL) que foi alcalinizado, destilou a amônia e capturou essa amônia num excesso de ácido bórico (H₃BO₃). Depois disso, para saber quanto de amônia tinha, titularam o borato formado com 22,00 mL de H₂SO₄ 0,500 mol/L.
Conteúdo: química analítica (volumetria ácido-base) e estequiometria.
O que vamos precisar:
  • Calcular quantos mols de H₂SO₄ foram usados;
  • Entender a reação de titulação da amônia capturada;
  • Traduzir isso em mols de NH₃ e depois em massa de N.

Passo 2

Primeiro, calcula os mols de H₂SO₄ consumidos.
Usamos a fórmula
n = C times V
onde
C = concentração de H₂SO₄ = 0,500 mol/L
V = volume de H₂SO₄ = 22,00 mL = 0,02200 L
Então
nrm H2SO4 = 0,500;tfracrm molrm Ltimes 0,02200;rm L = 0,01100;mol

Passo 3

Entendendo a reação:
  1. A amônia destilada é capturada no ácido bórico, formando íons rm NH4^+ e rm B(OH)4^-
  2. Na titulação, cada mol de rm B(OH)4^- reage com 1 mol de H⁺ para voltar a rm H3BO3.
    3) Como o H₂SO₄ é diprótico, cada mol de H₂SO₄ libera 2 mol de H⁺.
    Logo, o total de H⁺ fornecido é
    2times nrm H2SO4 = 2times0,01100;mol = 0,02200;mol,
E isso equivale exatamente aos mols de NH₃ que foram capturados, ou seja
nrm NH3 = 0,02200;mol,

Passo 4

Agora convertemos mols de NH₃ em massa de nitrogênio.
Cada mol de NH₃ tem 1 mol de N (14,0 g/mol).
mN = nrm NH3times MN = 0,02200;moltimes14,0;tfracgmol = 0,308;g

Resposta

A massa de nitrogênio presente na amostra de 25,00 mL é 0,308 g.

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