Em uma prática laboratorial, três amostras de
de um ácido desconhecido cuja concentração na amostra é de
foram transferidas para 3 erlenmeyers e fez-se a titulação com a solução de
. Supondo que os volumes necessários foram
e
, determine o número de hidrogênios ionizáveis do ácido desconhecido.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos deu e o que pede, sem começar a resolver ainda.
- Três amostras idênticas de ácido, cada uma com volume
. - Concentração da amostra do ácido:
. - Titulante: solução de NaOH com concentração
. - Volumes de NaOH gastos nas três titulações:
, e . - O que se pede: determinar o número de hidrogênios ionizáveis do ácido desconhecido (isto é, quantos H
são neutralizados por uma molécula do ácido).
Passo 2
Entendendo a reação e a estratégia (sem calcular ainda): quando se titula um ácido monoprotico, diprótico, triprótico etc., a reação geral com NaOH é
Aqui
é o número de hidrogênios ionizáveis que queremos achar. Em termos de mols, vale a relação estequiométrica
onde
-
é o número de mols de NaOH consumidos na titulação, -
é o número de mols do ácido na amostra.
Assim podemos isolar:
Também precisamos da relação básica entre mols, concentração e volume:
onde
é a concentração (em
) e
é o volume em litros (
). Vou usar isso para calcular
e
.
Passo 3
Converter volumes para litros e calcular o número de mols de ácido em cada amostra.
- Volume da amostra:
. - Mols de ácido em cada amostra:
Fazendo a conta:
Passo 4
Calcular os mols de NaOH consumidos em cada titulação (converter cada volume em litros) e obter, em cada ensaio, o valor experimental de
.
Para o ensaio 1 (volume
):
Razão (valor experimental de
no ensaio 1):
Para o ensaio 2 (volume
):
Para o ensaio 3 (volume
):
Passo 5
Interpretação dos resultados experimentais e decisão final.
- Os três valores experimentais de
são aproximadamente , e . Esses resultados estão muito próximos entre si e em torno de . - Fisicamente,
representa o número de hidrogênios ionizáveis por molécula do ácido e deve ser um número inteiro positivo (1, 2, 3, …). Assim, devemos escolher o inteiro mais próximo desses valores experimentais. - O inteiro mais próximo de
é . As pequenas diferenças em relação a vêm de imperfeições experimentais (ex.: leitura de bureta, pequenas variações de volume, arredondamentos).
Passo 6
Verificação rápida de compatibilidade e incerteza (conforto para a escolha):
- A variação nos volumes de titulação é pequena (
), o que gera pequenas variações na razão calculada; por isso a escolha de é consistente com os dados. - Assim, é razoável concluir que o ácido é triprótico (tem 3 hidrogênios ionizáveis).