Um material desconhecido é apresentado como uma base pura, cuja identidade não é conhecida. Uma fração de
desse material é dissolvida em água e diluída para
. Três frações de
dessa solução são tituladas separadamente com HCl de
e fornecem os pontos finais (utilizando vermelho de metila como indicador) após a adição de 13,
e
de titulante. Supondo que essa base seja monoprótica, calcule a massa molar média desse composto.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede a massa molar média do composto (assumindo que a base é monoprótica):
- Massa da amostra dissolvida:
. - Volume final da solução da amostra:
. - Foram tituladas três alíquotas de
cada uma dessa solução. - Volumes de titulante (HCl
) gastes nos três títulos: , e . - Indicador: vermelho de metila (apenas indica que o ponto final foi observado; não altera os cálculos).
- Hipótese: a base é monoprótica, ou seja, cada mol de base consome exatamente 1 mol de HCl na reação de neutralização.
O que precisa ser calculado:
- A massa molar média do composto dissolvido (ou seja, a massa por mol do composto), usando os dados da titulação.
Passo 2
Primeiro passo prático: obter o volume médio de HCl gasto por alíquota (usar a média dos três experimentos para reduzir erro aleatório).
Calcular a média dos três volumes:
Vou manter o valor com precisão suficiente:
Observação didática: usar a média é comum quando há repetições; isso dá um valor mais confiável que qualquer medida isolada.
Passo 3
Converter o volume médio de HCl para litros (porque a concentração está em mol por litro).
Explicação didática:
, por isso divide-se por
.
Passo 4
Calcular o número de mols de HCl consumidos na titulação de uma alíquota usando a relação
onde
é o número de mols,
é a molaridade e
o volume em litros.
Aplicando:
Didática: a molaridade diz quantos mols há por litro; multiplicando por litros obtém-se mols.
Passo 5
Usar a estequiometria da neutralização. Para uma base monoprótica a reação com HCl é:
1 mol de base reage com 1 mol de HCl. Logo:
Didática: “monoprótica” significa um sítio de protonação por molécula; portanto razão molar
.
Passo 6
Determinar o número total de mols de base presente na solução preparada a partir da amostra de
.
A alíquota titulada foi de
e o volume total da solução é
. Então o fator de escala é
. Logo:
Didática: como a solução é homogênea, a quantidade de soluto cresce proporcionalmente ao volume.
Passo 7
Calcular a massa molar média
pela definição
Substituindo os valores:
Didática sobre algarismos significativos: os dados originais têm tipicamente 4 dígitos significativos (por exemplo
,
, volumes de
), por isso reporta-se a massa molar com 4 algarismos relevantes; arredondei para
.
Passo 8
Resumo do raciocínio para prova (dica prática): calcule a média dos volumes titulados, converta para litros, multiplique pela molaridade para obter mols de ácido por alíquota, use a estequiometria (1:1) para ter mols de base por alíquota, escale para o volume total da solução e divida a massa original pelos mols totais para obter a massa molar. Peça de incentivo: você já faria isso direitinho na prova — siga esses passos com calma que dá certo!