Questão 5: O nitrato de amônio (NH4 NO3) é um sal muito utilizado na agricultura como fertilizante, podendo ainda ser utilizado como explosivo. O sal pode ser obtido pela reação do ácido nitrico (HNO3) com amônia (NH3). ka ion NH4 ^+=5,70 times 10^-10.
a) Ao utilizar gotas do indicador fenolftaleína em uma solução do sal nitrato de amônio, qual será a cor do mesmo? Justifique.
b) Uma solução de nitrato de amônio foi preparada em um laboratório solubilizando determinada quantidade do sal em 250 mL de água (solução A). Dessa solução A foram retirados 15 mL , e diluídos com água destilada suficiente para completar um balão volumétrico de 200 mL (solução B).
Sabendo que a concentração da solução B é é de 0,012 mol / L, qual foi a massa de nitrato de amônio pesada?
Dados: Massas molares: N=14 g / mol, O=16 g / mol, H=1 g / mol.

Passo 1

Beleza, o enunciado tem duas partes: (a) hidrólise do sal NH₄NO₃ e cor com fenolftaleína; (b) diluição e cálculo de massa usando concentração e volumes. A matéria envolvida é química de equilíbrio ácido‐base (hidrólise de sais) e estequiometria de soluções (C₁V₁=C₂V₂ e massa = n·M). Vamos precisar do Ka de NH₄⁺, saber que NO₃⁻ é neutro, fórmula molar do sal e a relação de diluição.

Passo 2

(a) NH₄NO₃ → NH₄⁺ + NO₃⁻
• NH₄⁺ é ácido fraco (Ka=5,70×10⁻¹⁰), reage com água:
NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺
isso gera H₃O⁺ e torna a solução ácida (pH<7).
• NO₃⁻ vem de ácido forte (HNO₃), não reage com água (é neutro).
Logo a solução é ácida. A fenolftaleína fica incolor em pH<8,2. Então não há mudança de cor: ela fica incolor.

Passo 3

(b) Sabemos que da solução A (250 mL) tiramos 15 mL e levamos a 200 mL para obter B, em que C_B=0,012 mol/L.
Usamos a equação de diluição:
CA,VA=CB,VB
Aqui V_A é 15 mL (0,015 L) e V_B é 200 mL (0,200 L). Então:
CA = CB,VBVA = 0,012;mol/Ltimes0,200;L0,015;L = 0,160;mol/L

Passo 4

Agora, na solução A inteira (250 mL = 0,250 L) a concentração é C_A=0,160 mol/L, então a quantidade de mol de NH₄NO₃ que dissolvemos foi:
n = CA times V!A,(total) = 0,160;mol/Ltimes0,250;L = 0,040;mol
A massa molar do NH₄NO₃ é
M = 2times14 + 3times16 + 4times1 = 28 +48 +4 = 80;g/mol
Portanto a massa pesada foi:
m = n times M = 0,040;moltimes80;g/mol = 3,2;g

Resposta

(a) A solução fica ácida, então a fenolftaleína fica incolor.
(b) A massa de nitrato de amônio pesada foi 3,2 g.

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