Se
estivesse sido utilizado no lugar do NaOH , mantendo a mesma concentração, qual seria o volume da solução de
necessário para neutralizar o mesmo volume da solução de ácido acético? Escreva a reação e mostre os cálculos efetuados.
Passo 1
O que o enunciado pede: determinar o volume da solução de
necessário para neutralizar o mesmo volume da solução de ácido acético, quando a solução de
tem a mesma concentração (molaridade) que a solução de
usada originalmente.
Informações relevantes (explicitadas):
- Foi usado originalmente
para neutralizar o ácido acético; vamos chamar o volume de usado de . - A concentração molar (molaridade) da solução de
a ser usada é a mesma da solução de ; chamaremos essa concentração de (em ). - Queremos o volume
da solução de que neutraliza a mesma quantidade de ácido acético que foi neutralizada por . - Não foram fornecidos números explícitos para volumes ou concentrações, então faremos a relação geral entre volumes usando este dados.
Passo 2
Escrever as reações de neutralização balanceadas e entender a estequiometria.
A neutralização do ácido acético (
) por hidróxido de sódio é:
Nesta reação, 1 mol de
neutraliza 1 mol de
(relação estequiométrica 1:1).
A neutralização por hidróxido de cálcio é:
Aqui, 1 mol de
fornece 2 mol de
e neutraliza 2 mol de
. Ou seja, a relação estequiométrica é 1 mol
para 2 mol de ácido (razão 1:2).
Passo 3
Conceitos e definição de variáveis (molaridade e relação molar).
Molaridade (concentração)
é definida como:
onde
é o número de mols da espécie dissolvida e
é o volume da solução em litros.
Definimos:
-
= molaridade comum das duas soluções básicas (mesma para e para ). -
= volume de que neutraliza o ácido (em L). -
= volume de que queremos encontrar (em L). -
= número de mols de ácido acético que está sendo neutralizado (mesmo nos dois casos).
Passo 4
Calcular o número de mols de ácido neutralizado pelo
usado originalmente.
Para
de molaridade
e volume
, o número de mols de
é
Como a estequiometria é 1 mol
: 1 mol
, então o número de mols de ácido neutralizado é
Passo 5
Calcular o volume de
necessário para fornecer os mesmos mols de
(ou neutralizar os mesmos mols de ácido).
Cada mol de
fornece 2 mols de
e neutraliza 2 mols de ácido. Portanto, o número de mols de
necessários é
Usando
, temos
Agora, relacionamos o número de mols com a molaridade
da solução de
:
Igualando as duas expressões para
:
Como
é diferente de zero, simplificamos
dos dois lados:
Interpretação: com a mesma molaridade, a solução de
precisa ter metade do volume da solução de
para neutralizar a mesma quantidade de ácido acético, porque cada mol de
fornece duas vezes mais
do que cada mol de
.
Exemplo numérico rápido (para fixar): se
, então