Um produto comercial denominado barrilha leve é utilizado para elevar o pH de piscinas. Ele é um produto a base de carbonato de sódio \left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}\right). Uma amostra desse produto foi analisada por volumetria ácido-base para verificar sua pureza. Uma massa de 1,150 \mathrm{~g} da amostra foi dissolvida em água e a mistura resultante foi transferida para um balão de 100,00 \mathrm{~mL}. Alíquotas de 10,00 \mathrm{~mL} dessa solução foram tituladas com \mathrm{HCla} 0,2805 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, consumindo em média 7,40 \mathrm{~mL} até a mudança de cor do indicador. Determina a pureza da amostra de barrilha em \% \mathrm{~m} / \mathrm{m}^{2} \mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}. Dado: \mathrm{M}\left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}\right)=106,00 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}. Resp.: 95,7 \%
\mathrm{Na}_{2} \mathrm{CO}_{3}+2 \mathrm{HCl} \rightarrow 2 \mathrm{NaCl}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\mathrm{CO}_{2}

Passo 1

O enunciado dá uma amostra de barrilha leve (supostamente puro \mathrm{Na}_{2}\mathrm{CO}_{3}) com massa 1,150\,\mathrm{g} dissolvida e completada a 100,00\,\mathrm{mL}. Uma alíquota de 10,00\,\mathrm{mL} dessa solução foi titulada com \mathrm{HCl}\,0,2805\,\mathrm{mol/L}, consumindo 7,40\,\mathrm{mL} até o ponto de viragem. A reação é
\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + 2\,\mathrm{HCl} \to 2\,\mathrm{NaCl} + \mathrm{H}_2\mathrm{O} + \mathrm{CO}_2.
Precisamos aplicar volumetria ácido‐base e estequiometria para achar a pureza em \% m/m de \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3.

Passo 2

Calculamos os mols de \mathrm{HCl} usados na titulação da alíquota via
n_{\mathrm{HCl}} = M_{\mathrm{HCl}}\times V_{\mathrm{HCl}} = 0,2805\,\mathrm{mol/L}\times 0,00740\,\mathrm{L} = 0,0020757\,\mathrm{mol}.

Passo 3

Pela reação balanceada, 2 mols de \mathrm{HCl} reagem com 1 mol de \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3. Assim, os mols de \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 na alíquota são
n_{\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3,\\ aliquota} = \frac{n_{\mathrm{HCl}}}{2} = \frac{0,0020757\,\mathrm{mol}}{2} = 0,00103785\,\mathrm{mol}.

Passo 4

A alíquota de 10,00\,\mathrm{mL} corresponde a \tfrac{10,00}{100,00}=0,10 do volume total, logo os mols totais de \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 são
n_{\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3,\\ total} = 0,00103785\,\mathrm{mol}\times 10 = 0,0103785\,\mathrm{mol}.

Passo 5

Convertendo em massa usando M(\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3)=106,00\,\mathrm{g/mol}:
m_{\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3} = n_{\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3,\\ total}\times M = 0,0103785\,\mathrm{mol}\times 106,00\,\mathrm{g/mol} = 1,100121\,\mathrm{g}.

Passo 6

A pureza percentual em massa é
\%\\ \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 = \frac{1,100121\,\mathrm{g}}{1,150\,\mathrm{g}}\times 100\% = 95,7\%.

Resposta

A pureza da amostra de barrilha leve é 95,7\% m/m de \mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3.

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