A padronização de solução é um processo para determinar a concentração de um reagente químico, geralmente por meio de titulação, utilizando um padrão. Para padronizar uma solução de hidróxido de sódio recentemente preparada, foi retirada uma alíquota de 10 mL da solução alcalina e titulada com solução de ácido oxálico de concentração 0,100 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}. Foram gastos na titulação 6,50 \mathrm{~mL} de solução do ácido oxálico. Qual é a concentração da solução de hidróxido de sódio?

Passo 1

O enunciado pede que se determine a concentração da solução de hidróxido de sódio a partir de uma titulação. Dados fornecidos:
  • Volume da alíquota da solução de NaOH retirada: 10\\ \mathrm{mL}.
  • Solução titulante: ácido oxálico com concentração 0,100\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} (dado no enunciado).
  • Volume de ácido gasto na titulação: 6,50\\ \mathrm{mL}.
    A pergunta é: qual é a concentração da solução de hidróxido de sódio?

Passo 2

Entendendo a reação e a estequiometria (o que liga os mols do ácido aos mols da base).
  • O ácido oxálico é um ácido diprótico cuja fórmula é \mathrm{H_2C_2O_4}. Isso significa que cada molécula pode ceder dois prótons ( \mathrm{H^+}).
  • A reação com hidróxido de sódio é:
\mathrm{H_2C_2O_4 + 2\,NaOH \longrightarrow Na_2C_2O_4 + 2\,H_2O}
  • Interpretação prática: 1 mol de ácido oxálico reage com 2 mols de NaOH. Portanto, para cada mol de ácido consumido na titulação, foram consumidos 2 mols de NaOH. Esse fator estequiométrico (2) é essencial para passar dos mols de ácido para os mols de base.

Passo 3

Converter volumes dados em litros (unidade compatível com mol·L^{-1}).
  • Volume de ácido gasto: 6,50\\ \mathrm{mL} = 0,00650\\ \mathrm{L}.
  • Volume da alíquota de NaOH titulada: 10\\ \mathrm{mL} = 0,0100\\ \mathrm{L}.

Passo 4

Calcular o número de mols de ácido oxálico usados na titulação.
  • Fórmula para número de mols: n = C \times V, onde n é o número de mols, C a concentração (mol·L^{-1}) e V o volume (L).
  • Aplicando para o ácido:
n_{\text{ácido}} = 0,100\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} \times 0,00650\\ \mathrm{L} = 0,000650\\ \mathrm{mol}.á
Explanação: multiplicamos a concentração pela fração de litro utilizada para obter quantos mols de H2C2O4 foram consumidos.

Passo 5

Usar a estequiometria para encontrar os mols de NaOH que reagiram.
  • Pela reação balanceada, cada mol de ácido consome 2 mols de NaOH, logo:
n_{\mathrm{NaOH}} = 2 \times n_{\text{ácido}} = 2 \times 0,000650\\ \mathrm{mol} = 0,00130\\ \mathrm{mol}.á
Explicando de novo: dobramos os mols do ácido porque o coeficiente estequiométrico do NaOH é 2 na reação.

Passo 6

Calcular a concentração da solução de NaOH a partir dos mols encontrados e do volume da alíquota.
  • A fórmula da concentração é a mesma: C = \dfrac{n}{V}.
  • Substituindo os valores (com V em litros):
C_{\mathrm{NaOH}} = \dfrac{0,00130\\ \mathrm{mol}}{0,0100\\ \mathrm{L}} = 0,130\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.
Interpretação: os 0,00130 mols de NaOH estavam dissolvidos nos 0,0100 litros da alíquota, então essa é a concentração da solução alcalina.

Passo 7

Verificação rápida de ordem de grandeza e algarismos significativos.
  • Valores iniciais têm tipicamente 3 algarismos significativos ( 0,100 e 6,50), então reportamos 0,130\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} com 3 algarismos significativos.
  • A resposta faz sentido: uma solução de NaOH de concentração moderada (centésimos de molar).

Resposta

0,130\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}

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