Para padronização de uma solução de ácido clorídrico foram utilizados 10 mL de solução de carbonato de sódio
. O volume médio de ácido gasto foi de 21 mL . Considerando a reação descrita abaixo, determine a concentração exata da solução de HCl e o fator de correção desta solução.
Passo 1
O enunciado nos dá os seguintes dados e pede duas coisas.
Dados fornecidos:
- Volume da solução padrão de carbonato de sódio:
. - Concentração da solução de carbonato de sódio:
. - Volume médio de ácido clorídrico gasto na titulação:
. - Reação da titulação:
O enunciado pede:
- determinar a concentração exata da solução de
; - determinar o fator de correção desta solução.
Passo 2
Transformar volumes para litros e lembrar o que é molaridade.
- Converter volumes de mililitros para litros:
- Definição de molaridade: a molaridade
(em ) é dada por
onde
é o número de mols da espécie e
é o volume em litros. Aqui usaremos isso para obter o número de mols de
a partir da sua concentração e volume.
Passo 3
Calcular o número de mols de
usados.
Usando
:
Explanação: multiplicou-se a concentração pela fração de litro usada para obter quantos mols de carbonato havia na alíquota.
Passo 4
Usar a estequiometria da reação para achar os mols de
consumidos.
Da reação,
mol de
reage com
mols de
. Portanto:
Comentário didático: a estequiometria vem dos coeficientes da reação balanceada; multiplica-se os mols do padrão pelo fator estequiométrico para obter os mols do titulante.
Passo 5
Calcular a concentração exata da solução de
.
Usando
para o
, com
e
:
Arredondamento prático: normalmente escreve-se
(mantendo casas significativas compatíveis com os dados).
Passo 6
Definir e calcular o fator de correção.
- Definição: o fator de correção
de uma solução titulante é dado por
onde
é a concentração determinada experimentalmente (obtida acima) e
é a concentração que se acreditava ter a solução (a concentração “teórica” ou rotulada quando a solução foi preparada).
- Observação prática: o enunciado não indica explicitamente a concentração nominal da solução de
. Em problemas de padronização é comum que a solução preparada tenha sido rotulada como . Adotando essa concentração nominal , obtemos:
Interpretação: como
, a solução de
é ligeiramente mais fraca que o valor nominal; para uso em cálculos posteriores multiplica-se o valor nominal pelo fator
para obter a concentração real, ou usa-se a concentração real diretamente.
Passo 7
Resumo do procedimento para a prova (como aplicar passo a passo rapidamente):
- Converter volumes para litros.
- Calcular
do padrão com . - Usar os coeficientes estequiométricos para achar
do titulante. - Calcular
. - Calcular
(usar o valor nominal que constava na preparação da solução).