A potassa comercial é constituída de hidróxido de potássio, KOH, e impurezas inertes. Uma amostra de potassa com massa de
foi dissolvida com água pura em balão volumétrico de
. A um volume de
desta solução foi adicionado
de ácido sulfúrico,
(eq. 1). O excesso de
reagiu exatamente com
de hidróxido de sódio,
(eq. 2).
Determine a porcentagem em massa (%
) de KOH na amostra de potassa.
Passo 1
O enunciado pede a porcentagem em massa (% m/m) de KOH em uma amostra de potassa. Dados fornecidos:
- massa da amostra de potassa:
. - a amostra foi dissolvida e o volume final da solução foi
. - de uma alíquota dessa solução de
foi adicionado de . - o excesso de
foi titulado com de solução de de concentração . - reações relevantes (fornecidas):
O que se pede: calcular a massa de KOH presente na amostra original e então a porcentagem em massa
.]
Passo 2
Entendendo o método (explicação didática curta).
- Ideia: o ácido
é diprótico: cada mol de consome 2 mol de base ( ). Nas reações dadas, 1 mol de reage estequiometricamente com 2 mol de KOH (ou com 2 mol de NaOH). - Procedimento usado: foi adicionado um certo número de mols de
à alíquota; parte dele reagiu com o KOH presente e o excesso foi titulado com NaOH. Conhecendo o que foi usado de NaOH podemos calcular o excesso de que sobrou; subtraindo do inicial obtemos quanto de reagiu com KOH. Usando a estequiometria (2 mol KOH por mol ) obtemos os mols de KOH na alíquota e, escalando para o volume total, a massa de KOH na amostra.
Passo 3
Calcular os mols de
usados na titulação do excesso de ácido. Fórmula que usamos:
onde
é moles,
é a concentração (
) e
é o volume em litros.
Aplicando aos dados:
Aplicando aos dados:
Breve explicação: multiplicou-se a concentração pelo volume (em litros) para obter o número de mols de
usados.
Passo 4
Determinar quantos mols de
foram consumidos por essa quantidade de
. Pela estequiometria da reação
, cada mol de
consome
mol de
. Assim:
Isto é o número de mols de ácido que sobraram (excesso) e foram neutralizados pelo NaOH.
Passo 5
Calcular os mols iniciais de
adicionados à alíquota a partir da massa dada. Usamos:
onde
é a massa e
é a massa molar do composto. A massa molar do ácido sulfúrico:
Logo:
Explicação: dividimos a massa do ácido pela sua massa molar para obter mols.
Passo 6
Calcular os mols de
que efetivamente reagiram com o KOH presente na alíquota. Isso é a diferença entre o inicial e o que foi titulado como excesso:
Passo 7
Determinar os mols de KOH na alíquota usando a estequiometria da reação
. Cada mol de
consome
mol de KOH, então:
Breve lembrete: “mols” é a unidade que liga quantidade de substância à estequiometria das reações.
Passo 8
Escalar os mols da alíquota para a amostra inteira. A alíquota foi de
de um total de
, ou seja, a fração é
. Portanto o número total de mols de KOH na solução (e, assim, na massa original dissolvida) é:
Passo 9
Converter mols de KOH em massa de KOH. Usamos a massa molar de KOH:
A massa de KOH presente é
Explicação: multiplicamos mols pela massa molar para obter massa em gramas.
Passo 10
Calcular a porcentagem em massa (% m/m) de KOH na amostra:
Pequeno incentivo: chegamos ao resultado passo a passo — atenção às unidades e à estequiometria foi o segredo.