QUESTÃO 09: As etapas abaixo foram realizadas com a finalidade de padronizar uma solução de ácido clorídrico
(concentração teórica, aproximada):
(1) Uma massa igual a
do reagente
foi medida diretamente no Erlenmeyer;
(2) Aproximadamente 20 mL de água foram adicionados ao Erlenmeyer;
(3) Duas gotas do indicador alaranjado de metila foram adicionadas ao Erlenmeyer;
(4) Uma bureta limpa e seca foi preenchida (zerada) corretamente com uma solução de ácido clorídrico (HCl).
(5) A solução de ácido foi adicionada gradativamente ao Erlenmeyer até constatar a mudança de cor do indicador (Laranja/amarelo para vermelho).
Considerando que o volume da solução de ácido consumido até a mudança de cor foi igual a
, calcule a concentração de real da solução de HCl e o fator de correção (
).
R:
DADOS:
Reação:
, posteriormente o ácido carbônico (
) decompõe parcialmente em
e
.
(1) Uma massa igual a
(2) Aproximadamente 20 mL de água foram adicionados ao Erlenmeyer;
(3) Duas gotas do indicador alaranjado de metila foram adicionadas ao Erlenmeyer;
(4) Uma bureta limpa e seca foi preenchida (zerada) corretamente com uma solução de ácido clorídrico (HCl).
(5) A solução de ácido foi adicionada gradativamente ao Erlenmeyer até constatar a mudança de cor do indicador (Laranja/amarelo para vermelho).
Considerando que o volume da solução de ácido consumido até a mudança de cor foi igual a
R:
DADOS:
Reação:
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: a concentração real da solução de ácido clorídrico e o fator de correção
.
Dados fornecidos relevantes:
Dados fornecidos relevantes:
- massa pesada do reagente:
de com pureza (m/m), ou seja a fração de massa pura é . - massa molar:
. - reação (já balanceada) utilizada:
- volume de HCl consumido até o ponto final:
. - concentração teórica da solução de HCl:
.
Objetivo: calcular
(em
) e
.
Passo 2
Primeiro ajustamos a massa medida pela pureza para obter a massa de
efetivamente pura reagindo. A regra é:
Aplicando os números:
Interpretação didática: como o reagente tem só
de
, apenas
da massa pesaada contribui para reagir; o restante é impureza.
Passo 3
Agora convertemos essa massa de
em número de mols usando a definição de mol:
onde
é o número de mols,
é a massa (em gramas) e
é a massa molar (em
). Substituindo:
Arredondando razoavelmente para os algarismos significativos do problema:
Explicação: um mol é uma “quantidade de entidade” que relaciona massa e número de partículas; usamos a massa molar para essa conversão.
Passo 4
Usamos a estequiometria da reação para obter o número de mols de
que reagiram. A reação mostra que 1 mol de
consome 2 mols de
. Logo:
Calculando:
Comentário didático: mesmo que o
se decomponha depois em
e
, na neutralização cada íon
recebe dois prótons, por isso o fator 2.
Passo 5
Agora calculamos a concentração real da solução de
com a fórmula definição de concentração molar:
onde
é a concentração em
,
é o número de mols de soluto e
é o volume da solução em litros. Convertemos o volume usado:
Substituindo:
Arredondando convenientemente:
Explicação: essa é a concentração real porque foi obtida a partir da quantidade real (corrigida pela pureza) do padrão sólido e do volume efetivamente gasto na titulação.
Passo 6
Finalmente calculamos o fator de correção
comparando com a concentração teórica
:
Interpretação:
indica que a solução de HCl está um pouco mais diluída do que o valor teórico declarado.