Questão 1a. (1,6 pontos) Que volume de
deve ser adicionado a
de
mol. \mathrm{L}^{-1}\ para atingir (
;
.
o segundo ponto estequiométrico? No segundo ponto estequiométrico:
$\mathrm{HPO}{4}{ }^{2-}+2 \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{H}{3} \mathrm{PO}{4}$
$\mathrm{n}{\text {HNO3 }}=2 . \mathrm{n}_{\text {(\mathrm{HPO4)2- }}}$
Portanto:
o segundo ponto estequiométrico? No segundo ponto estequiométrico:
$\mathrm{HPO}{4}{ }^{2-}+2 \mathrm{H}^{+} \rightarrow \mathrm{H}{3} \mathrm{PO}{4}$
$\mathrm{n}{\text {HNO3 }}=2 . \mathrm{n}_{\text {(\mathrm{HPO4)2- }}}$
Portanto:
Passo 1
O que o enunciado pede e os dados fornecidos\n
- Pedido: determinar o volume de ácido nítrico
de concentração que deve ser adicionado a de solução de de concentração para atingir o segundo ponto estequiométrico.\n - Dados (pegos do enunciado):
- Concentração do ácido:
. - Volume de
: . - Concentração da solução de sal:
. - Reação no segundo ponto estequiométrico (fornecida):
- Concentração do ácido:
- Observação importante pedida pelo enunciado: usar as constantes de acidez não é necessário para o cálculo do ponto estequiométrico — aqui vale a estequiometria da reação ácida/base.
Passo 2
Estratégia e conceitos que vamos usar (passo-a-passo didático)\n
- Ideia: no segundo ponto estequiométrico todo o íon
presente será convertido em pela adição de . Cada mol de precisa de mols de .\n - Como o ácido nítrico é forte e monoprotônico, cada mol de
fornece 1 mol de .\n - Relação estequiométrica útil:
- Fórmula para transformar concentração em número de mols: para uma solução,
onde é o número de mols, é a concentração em e é o volume em .\n - Definição das variáveis que usaremos:
-
concentração de (cada unidade formula fornece 1 mol de ); -
; -
; -
é o volume procurado (em L, depois convertemos para mL).
-
Passo 3
Calcular o número de mols de
presentes na solução do sal\n
Aplicando para a solução do sal (converter mL para L):
Aplicando
Fazendo a multiplicação (passo a passo):
Portanto,
Passo 4
Determinar quantos mols de
são necessários usando a estequiometria\n
Pela relação estequiométrica do passo 2:
Pela relação estequiométrica do passo 2:
Passo 5
Calcular o volume de
necessário (usar
)\n
Fazendo a divisão:
Converter para mililitros:
Passo 6
Arredondamento, verificação de unidades e suposições\n
- Unidades: começamos com concentrações em
e volumes em ; no final convertemos para porque é a unidade pedida. As contas de mol/ concentração deram volume em litros, que foi convertido.\n - Arredondamento: dados do enunciado têm tipicamente três algarismos significativos (por exemplo,
e ), então o resultado final deve ser apresentado com três algarismos significativos.\n - Suposições feitas: dissociação completa de
para fornecer e que é totalmente dissociado (ácido forte, monoprotônico). Essas suposições são padrão nesse tipo de cálculo de ponto estequiométrico.