Uma solução de 50 mL de ácido fórmico (HCOOH), um ácido monoprótico, foi titulada com 40 mL de uma solução de \mathrm{NaOH} 0,12 \mathrm{M}. Qual a concentração molar do ácido fórmico?

Passo 1

O enunciado fornece e pede o seguinte (peguei estes dados diretamente do enunciado):
  • Volume da solução de ácido fórmico: 50\\ \mathrm{mL}.
  • A concentração da solução de hidróxido de sódio usada na titulação: 0,12\\ \mathrm{M}.
  • Volume de \mathrm{NaOH} gasto na titulação: 40\\ \mathrm{mL}.
  • Pergunta: qual é a concentração molar da solução de ácido fórmico?

Passo 2

Entender a reação e a estequiometria é essencial. A reação entre ácido fórmico (ácido monoprótico) e hidróxido de sódio é:
\mathrm{HCOOH} + \mathrm{OH^-} \longrightarrow \mathrm{HCOO^-} + \mathrm{H_2O}
Isto mostra que a razão estequiométrica é 1:1: cada mol de \mathrm{HCOOH} reage com exatamente um mol de \mathrm{OH^-}. Como na titulação usou-se \mathrm{NaOH}, cada mol de \mathrm{NaOH} fornece um mol de \mathrm{OH^-}. No ponto de equivalência (quando o ácido foi completamente consumido), vale que:
n_{\mathrm{HCOOH}} = n_{\mathrm{NaOH}}.

Passo 3

Recordando a definição de molaridade: a concentração molar (molaridade) c é dada por
c=\frac{n}{V},
onde n é o número de mols e V é o volume em litros. Aqui usaremos essa fórmula para calcular primeiro n_{\mathrm{NaOH}} e depois c_{\mathrm{HCOOH}}.

Passo 4

Converter volumes de mililitros para litros (lembrando que 1\\ \mathrm{L}=1000\\ \mathrm{mL}):
V_{\mathrm{NaOH}}=40\\ \mathrm{mL}=0,040\\ \mathrm{L}, \qquad V_{\mathrm{HCOOH}}=50\\ \mathrm{mL}=0,050\\ \mathrm{L}.

Passo 5

Calcular o número de mols de \mathrm{NaOH} utilizados, usando n=cV:
n_{\mathrm{NaOH}}=c_{\mathrm{NaOH}}\,V_{\mathrm{NaOH}} =0,12\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}\times0,040\\ \mathrm{L}.
Para ver a conta sem calculadora:
0,12\times0,040=\frac{12}{100}\times\frac{40}{1000}=\frac{480}{100000}=0,0048.
Logo
n_{\mathrm{NaOH}}=0,0048\\ \mathrm{mol}.

Passo 6

Pelo ponto de equivalência e pela estequiometria 1:1, tem-se
n_{\mathrm{HCOOH}}=n_{\mathrm{NaOH}}=0,0048\\ \mathrm{mol}.

Passo 7

Agora calcular a concentração molar do ácido fórmico:
c_{\mathrm{HCOOH}}=\frac{n_{\mathrm{HCOOH}}}{V_{\mathrm{HCOOH}}} =\frac{0,0048\\ \mathrm{mol}}{0,050\\ \mathrm{L}}.
Fazendo a divisão de forma transparente:
\frac{0,0048}{0,050}=\frac{48}{500}=0,096.
Portanto
c_{\mathrm{HCOOH}}=0,096\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.

Resposta

0,096\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}

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