Em uma titulação, foram usados 20 mL de NaOH a 0,2 \mathrm{~mol} / \mathrm{L} para titular 50 mL de solução de \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4}.
Qual a equação química da reação ácido-base dessa titulação?

Passo 1

O enunciado pergunta qual é a equação química da reação ácido‑base ocorrida na titulação descrita. Informações dadas no enunciado que são relevantes (vou listar tudo para não nos perder):
\text{Volume de NaOH} = 20\\ \text{mL}
\text{Concentração de NaOH} = 0{,}2\\ \mathrm{mol/L}çã
\text{Volume da solução de } \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 = 50\\ \text{mL}çã
O que se pede: escrever a equação química da reação ácido‑base que acontece quando se titula a solução de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 com NaOH.

Passo 2

Primeiro vamos entender quais espécies químicas estão reagindo e como elas se comportam em solução aquosa (isso é importante para montar a equação corretamente).
  • O ácido é o \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4. Esse ácido é diprótico, ou seja, cada molécula pode doar até dois prótons (duas \mathrm{H}^+). Em íons:
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 \rightarrow 2\mathrm{H}^+ + \mathrm{SO}_4^{2-}.
Explicando devagar: “diprótico” significa que da primeira molécula de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 saem dois íons \mathrm{H}^+. Isso implica que, para neutralizar completamente uma molécula de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4, precisamos de dois íons \mathrm{OH}^- (um para cada \mathrm{H}^+).
  • A base é o \mathrm{NaOH}. Em solução aquosa ele se dissocia completamente em:
\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na}^+ + \mathrm{OH}^-.
Cada mol de \mathrm{NaOH} fornece um mol de \mathrm{OH}^-.

Passo 3

Regra básica de neutralização: \mathrm{H}^+ + \mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Como \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 fornece 2 \mathrm{H}^+ por fórmula unitária e cada \mathrm{NaOH} fornece 1 \mathrm{OH}^-, são necessários 2 mols de \mathrm{NaOH} para neutralizar completamente 1 mol de \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4. Portanto a estequiometria em mols entre \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 e \mathrm{NaOH} é 1:2.

Passo 4

Agora montamos a equação molecular (a forma usual que mostra reagentes e produtos como compostos inteiros). A neutralização entre \mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 e \mathrm{NaOH} forma o sal sulfato de sódio e água:
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 + 2\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4 + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Vamos conferir a conservação de átomos (balanço):
  • H: LHS 2 + 2\cdot1 = 4; RHS 2\cdot2 = 4.
  • Na: LHS 2; RHS 2.
  • S: LHS 1; RHS 1.
  • O: LHS 4 + 2\cdot1 = 6; RHS 4 + 2\cdot1 = 6.
    Tudo balanceado.

Passo 5

Se quisermos ver a equação iônica completa, escrevemos as dissociações iônicas em água e cancelamos íons espectadores. Dissociação:
\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 \rightarrow 2\mathrm{H}^+ + \mathrm{SO}_4^{2-}
2\mathrm{NaOH} \rightarrow 2\mathrm{Na}^+ + 2\mathrm{OH}^-.
Juntando e cancelando os íons espectadores \mathrm{Na}^+ e \mathrm{SO}_4^{2-}, obtemos a equação iônica líquida:
2\mathrm{H}^+ + 2\mathrm{OH}^- \rightarrow 2\mathrm{H}_2\mathrm{O},
que, dividindo por 2 (operação válida para simplificar), reduz‑se à forma básica:
\mathrm{H}^+ + \mathrm{OH}^- \rightarrow \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Isso mostra a essência da neutralização: prótons do ácido + hidróxidos da base formam água.

Resposta

\mathrm{H}_2\mathrm{SO}_4 + 2\mathrm{NaOH} \rightarrow \mathrm{Na}_2\mathrm{SO}_4 + 2\mathrm{H}_2\mathrm{O}

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