(1,5) No laboratório de química, foram retirados 5 mL de um frasco de vinagre e transferidos para um balão volumétrico de 50 mL (B1). Do balão volumétrico B1 foram retirados 20 mL e transferidos pararum erlenmeyer e titulados com solução de \mathrm{NaOH} 0,150 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} gastando 14,5 \mathrm{~mL}. Sabendo que a M do ácido acético \mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH} é 60 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}.
\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}+\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{CH}_{3} \mathrm{COONa}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Faça o que se pede:
a) Calcule a massa de ácido acético \left(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}\right) no erlenmeyer.
b) Calcule a concentração de ácido acético \left(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}\right) em B1

Passo 1

O enunciado dá os seguintes dados (já convertendo volumes para litros quando necessário):
  • Volume retirado do balão B1 para titulação: 20\\ \mathrm{mL}=0,020\\ \mathrm{L}.
  • Solução titulante: \mathrm{NaOH} de concentração C_{\mathrm{NaOH}}=0,150\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.
  • Volume de \mathrm{NaOH} gasto na titulação: 14,5\\ \mathrm{mL}=0,0145\\ \mathrm{L}.
  • Massa molar do ácido acético \mathrm{CH_3COOH}: M=60\\ \mathrm{g}/\mathrm{mol}.
  • Reação dada:
\mathrm{CH_{3}COOH}+\mathrm{NaOH}\rightarrow\mathrm{CH_{3}COONa}+\mathrm{H_{2}O}
O enunciado pede:
a) a massa de ácido acético presente no erlenmeyer (isto é, na alíquota de 20\\ \mathrm{mL} retirada de B1);
b) a concentração (mol/L) de ácido acético em B1.

Passo 2

Entendendo a titulação e como obter mols: na titulação, os mols de \mathrm{NaOH} consumidos são dados por
n_{\mathrm{NaOH}}=C_{\mathrm{NaOH}}\cdot V_{\mathrm{NaOH}},
onde n_{\mathrm{NaOH}} é o número de mols de \mathrm{NaOH}, C_{\mathrm{NaOH}} é a concentração em \mathrm{mol}/\mathrm{L} e V_{\mathrm{NaOH}} é o volume em litros. Aqui:
n_{\mathrm{NaOH}}=0,150\cdot0,0145.
Calculemos esse produto:
n_{\mathrm{NaOH}}=0,002175\\ \mathrm{mol}.
Explicação didática curta: a fórmula n=C\cdot V vem da definição de molaridade: C=\dfrac{n}{V}, rearranjando para n=C\cdot V. Sempre usar volume em litros.

Passo 3

Usando estequiometria da reação: a reação mostra razão estequiométrica 1:1 entre \mathrm{CH_{3}COOH} e \mathrm{NaOH}. Isso significa que cada mol de \mathrm{NaOH} consome exatamente 1 mol de \mathrm{CH_{3}COOH}. Portanto:
n_{\mathrm{CH_3COOH\;(erm)}}=n_{\mathrm{NaOH}}=0,002175\\ \mathrm{mol}.
Aqui n_{\mathrm{CH_3COOH\;(erm)}} é o número de mols de ácido acético presentes no erlenmeyer (na alíquota de 20\\ \mathrm{mL} de B1).

Passo 4

Calcular a massa de ácido acético no erlenmeyer: massa é número de mols vezes massa molar:
m=n\cdot M.
Substituindo:
m_{\mathrm{CH_3COOH}}=0,002175\cdot60=0,1305\\ \mathrm{g}.
Arredondando de acordo com os algarismos significativos dos dados (três algarismos significativos para a concentração e para o volume de \mathrm{NaOH}), fica:
m_{\mathrm{CH_3COOH}} \approx 0,131\\ \mathrm{g}.
Isso responde a letra (a).

Passo 5

Agora calcular a concentração de \mathrm{CH_{3}COOH} em B1 (em mol/L). A alíquota de 20\\ \mathrm{mL}=0,020\\ \mathrm{L} retirada de B1 continha n_{\mathrm{CH_3COOH\;(erm)}}=0,002175\\ \mathrm{mol}. A molaridade em B1 é
C_{\mathrm{B1}}=\frac{n_{\mathrm{CH_3COOH\;(erm)}}}{V_{\text{alíquota}}},í
ou seja
C_{\mathrm{B1}}=\frac{0,002175}{0,020}=0,10875\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.
Arredondando para três algarismos significativos:
C_{\mathrm{B1}}\approx0,109\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.

Resposta

a) 0,131\\ \mathrm{g}
b) 0,109\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}

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