Questão 3 - (a) Você tem uma amostra de 0,954 \mathrm{~g} de um ácido desconhecido \mathrm{H}_{2} \mathrm{~A}, que reage com o hidróxido de Sódio (\mathrm{NaOH}) de acordo com a equação química balanceada:
\mathrm{H}_{2} \mathrm{~A}(a q)+2 \mathrm{NaOH}(a q) \rightarrow \mathrm{Na}_{2} \mathrm{~A}(a q)+2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(l)
Se são necessários 36,04 \mathrm{~mL} de NaOH de concentração 0,509 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} para titular o ácido até o ponto de equivalência, qual deverá ser a massa molar do ácido? ( 6,0 pontos)

Passo 1

Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede.
  • Dados fornecidos:
    • massa da amostra do ácido: 0,954\\ \mathrm{g}.
    • equação química balanceada: \mathrm{H}_{2}\mathrm{A}(aq)+2\\ \mathrm{NaOH}(aq)\rightarrow \mathrm{Na}_{2}\mathrm{A}(aq)+2\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(l).
    • volume de \mathrm{NaOH} gasto na titulação: 36,04\\ \mathrm{mL}.
    • concentração da solução de \mathrm{NaOH}: 0,509\\ \mathrm{mol/L}.
  • O enunciado pede:
    • determinar a massa molar (massa molar) do ácido \mathrm{H}_{2}\mathrm{A}.

Passo 2

Estratégia geral (explicada passo a passo, sem pular etapas).
  • Em uma titulação, no ponto de equivalência as quantidades de reagentes estão na proporção estequiométrica indicada pela equação química. Aqui a equação mostra que 2 mol de \mathrm{NaOH} reagem com 1 mol de \mathrm{H}_{2}\mathrm{A}. Logo: n(\mathrm{NaOH}) = 2\cdot n(\mathrm{H_{2}A}).
  • Para encontrar a massa molar do ácido, precisamos conhecer a quantidade de matéria (moles) do ácido presente na amostra. Calculamos isso encontrando primeiro os moles de \mathrm{NaOH} usados e, a seguir, usando a relação estequiométrica para obter os moles de \mathrm{H_{2}A}.
  • Fórmulas que vamos usar:
    • número de mols a partir de concentração e volume: n = c\cdot V,onde n é o número de mols, c é a concentração em \mathrm{mol/L} e V é o volume em \mathrm{L}.
    • massa molar M a partir da massa m e número de mols n: M=\frac{m}{n},onde M tem unidade \mathrm{g/mol}, m em \mathrm{g} e n em \mathrm{mol}.

Passo 3

Converter o volume de \mathrm{NaOH} para litros e calcular o número de mols de \mathrm{NaOH}.
  • Conversão de unidades:
    36{,}04\\ \mathrm{mL} = 0{,}03604\\ \mathrm{L}.
    (lembrando que 1\\ \mathrm{mL}=10^{-3}\\ \mathrm{L}.)
  • Calcular n(\mathrm{NaOH}) pela fórmula n=c\cdot V:
    n(\mathrm{NaOH}) = 0{,}509\\ \mathrm{mol/L}\times 0{,}03604\\ \mathrm{L}.
    Efetuando a multiplicação:
    n(\mathrm{NaOH}) = 0{,}01834436\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Usar a estequiometria para obter o número de mols de \mathrm{H_{2}A}.
  • A equação mostra que 2 mol de \mathrm{NaOH} reagem com 1 mol de \mathrm{H_{2}A}. Então: n(\mathrm{H_{2}A})=\frac{n(\mathrm{NaOH})}{2}.
  • Substituindo o valor calculado: n(\mathrm{H_{2}A})=\frac{0{,}01834436}{2}=0{,}00917218\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

Calcular a massa molar do ácido e arredondar adequadamente.
  • Aplicando M=\dfrac{m}{n} com m=0{,}954\\ \mathrm{g} e n=0{,}00917218\\ \mathrm{mol}: M=\frac{0{,}954\\ \mathrm{g}}{0{,}00917218\\ \mathrm{mol}}=104{,}01\\ \mathrm{g/mol}\\ (\text{valor calculado}).
  • Considerações de algarismos significativos: os dados fornecidos têm tipicamente 3 casas significativas (por exemplo, 0{,}509 tem 3 algarismos significativos, 0{,}954 tem 3). Portanto o resultado final deve ser apresentado com 3 algarismos significativos: M \approx 104\\ \mathrm{g/mol}.

Resposta

104\\ \mathrm{g/mol}

Exercícios relacionados