O rótulo de um produto de limpeza diz que a concentração de amônia ( \mathrm{NH}_{3} - M.M.= 17,031 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} ) é de 12 \mathrm{~g} / \mathrm{L}. Com o intuito de verificar se a concentração de amônia corresponde à indicada no rótulo, 5,0 \mathrm{~mL} desse produto foram titulados com ácido clorídrico de concentração 0,100 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}. Para consumir toda a amônia dessa amostra foram gastos 25,0 \mathrm{~mL} do ácido.
Com base nas informações fornecidas:
a) Qual a concentração molar da solução, calculada com os dados da titulação?
b) A concentração indicada no rótulo é correta?

Passo 1

O enunciado pede duas coisas:
  1. Calcular a concentração molar da solução de amônia com base na titulação.
  2. Verificar se a concentração indicada no rótulo ( 12\\ \mathrm{g}/\mathrm{L} ) é correta comparando com o valor obtido pela titulação.
Informações fornecidas (vou listar tudo que vem no enunciado):
\begin{aligned} &\text{Massa molar da amônia: } M(\mathrm{NH}_3)=17{,}031\\ \mathrm{g/mol} \\\ &\text{Concentração do HCl titulado: } C_{\mathrm{HCl}}=0{,}100\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} \\\ &\text{Volume de ácido gasto na titulação: } V_{\mathrm{HCl}}=25{,}0\\ \mathrm{mL} \\\ &\text{Volume da amostra titulada: } V_{\mathrm{amostra}}=5{,}0\\ \mathrm{mL} \\\ &\text{Concentração indicada no rótulo (em massa): } 12\\ \mathrm{g}/\mathrm{L} \end{aligned}ôçãáçãçãó
Não vou resolver nada ainda — só listei o que temos e o que se pede.

Passo 2

Entendendo o princípio da titulação e a reação química (aula rápida e prática):
  • Titulação é um método que usa uma solução de concentração conhecida (o titulante, aqui o \mathrm{HCl}) para reagir completamente com uma amostra de concentração desconhecida (a solução contendo \mathrm{NH}_3). No ponto de equivalência usamos a estequiometria da reação para relacionar as quantidades.
  • A reação entre amônia e ácido clorídrico é uma reação ácido-base simples, com relação molar 1:1. A equação balanceada é:
\mathrm{NH}_3 + \mathrm{HCl} \longrightarrow \mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}
Isso significa que cada mol de \mathrm{HCl} consumido neutraliza exatamente um mol de \mathrm{NH}_3.
  • Fórmula para moles: se conhecemos concentração e volume (em litros) de uma solução, o número de mols é
n = C \cdot V,
onde n é o número de mols, C a concentração em \mathrm{mol}/\mathrm{L} e V o volume em \mathrm{L}.
  • Converte sempre volumes em mililitros para litros antes de usar a fórmula: 1\\ \mathrm{mL}=0{,}001\\ \mathrm{L}.

Passo 3

Calcular os mols de \mathrm{HCl} usados na titulação (a partir dos dados do enunciado):
Primeiro converto o volume de \mathrm{HCl} para litros:
V_{\mathrm{HCl}}=25{,}0\\ \mathrm{mL}=25{,}0\times 10^{-3}\\ \mathrm{L}=0{,}0250\\ \mathrm{L}.
Agora aplico n=C\cdot V:
n_{\mathrm{HCl}}=C_{\mathrm{HCl}}\cdot V_{\mathrm{HCl}}=0{,}100\\ \frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{L}}\times 0{,}0250\\ \mathrm{L}=0{,}00250\\ \mathrm{mol}.
Interpretação: foram consumidos 0{,}00250\\ \mathrm{mol} de \mathrm{HCl}.

Passo 4

Usar a estequiometria 1:1 para obter mols de \mathrm{NH}_3:
Pela reação \mathrm{NH}_3 + \mathrm{HCl}\to\mathrm{NH}_4\mathrm{Cl}, temos
n_{\mathrm{NH}_3}=n_{\mathrm{HCl}}=0{,}00250\\ \mathrm{mol}.
Isso significa que a amostra de 5{,}0\\ \mathrm{mL} continha 0{,}00250\\ \mathrm{mol} de \mathrm{NH}_3.

Passo 5

Calcular a concentração molar da solução de amônia (resposta da letra a):
Converto o volume da amostra para litros:
V_{\mathrm{amostra}}=5{,}0\\ \mathrm{mL}=0{,}00500\\ \mathrm{L}.
A concentração molar da amônia é
C_{\mathrm{NH}_3}=\frac{n_{\mathrm{NH}_3}}{V_{\mathrm{amostra}}}=\frac{0{,}00250\\ \mathrm{mol}}{0{,}00500\\ \mathrm{L}}=0{,}50\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}.
Explicação prática: dividimos os mols que tínhamos pela fração de litro que representei na amostra — o resultado é mol por litro, que é exatamente molaridade.

Passo 6

Converter a concentração molar encontrada para gramas por litro (para comparar com o rótulo) e verificar se o rótulo está correto (resposta da letra b):
  • A relação entre concentração molar e concentração em massa é
\text{concentração em massa (g/L)} = C_{\mathrm{mol/L}}\times M(\text{molécula}),çãé
onde M é a massa molar em \mathrm{g/mol}.
  • Usando C_{\mathrm{NH}_3}=0{,}50\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L} e M(\mathrm{NH}_3)=17{,}031\\ \mathrm{g/mol},
\text{massa por litro} = 0{,}50\\ \frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{L}}\times 17{,}031\\ \frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=8{,}5155\\ \mathrm{g}/\mathrm{L}.
Arredondando de forma prática (três algarismos significativos, coerente com os dados), temos 8{,}52\\ \mathrm{g}/\mathrm{L}.
  • Comparação com o rótulo: o rótulo indica 12\\ \mathrm{g}/\mathrm{L}, enquanto a titulação indica cerca de 8{,}52\\ \mathrm{g}/\mathrm{L}. Portanto, a concentração indicada no rótulo não é correta — a amostra contém menos amônia do que o rótulo diz.
  • (Se quiser um número de referência) A diferença percentual é
\frac{12{,}00-8{,}5155}{12{,}00}\times 100\% \approx 29{,}0\%,
ou seja, a solução encontrada tem aproximadamente 71{,}0\% da concentração que o rótulo declara.

Resposta

a) 0{,}50\\ \mathrm{mol}/\mathrm{L}
b) Não. Concentração encontrada =8{,}52\\ \mathrm{g}/\mathrm{L} (aprox.), inferior aos 12\\ \mathrm{g}/\mathrm{L} indicados no rótulo.

Exercícios relacionados