Em uma titulação de neutralização ácido-base onde se utiliza uma solução padronizada de
para padronizar uma solução de
, responda:
a) Qual a equação química balanceada da reação de neutralização?
b) Qual a relação entre o número de mols de
e
no ponto de equivalência?
a) Qual a equação química balanceada da reação de neutralização?
b) Qual a relação entre o número de mols de
Passo 1
O que o enunciado pede:
- (a) A equação química balanceada da reação de neutralização entre a solução padronizada de
e a solução de . - (b) A relação entre o número de mols de
e de no ponto de equivalência.
Informações dadas e observações importantes (apenas listando, sem resolver ainda):
- A base é
(cada fórmula contém três grupos ). - O ácido é
(ácido sulfúrico, que é di-prótico: cada mol fornece dois íons ). - Em uma neutralização ácido-base o que acontece essencialmente é que íons
reagem com íons para formar água . - No produto formado espera-se um sal (sulfato de alumínio) e água.
Passo 2
Conceitos necessários (explicadinho, passo a passo):
- Neutralização básica: a reação fundamental é
Isto significa que para cada próton
que o ácido doa, é preciso um
para formar uma molécula de água.
- Contagem de “capacidade de reagir” (equivalentes protonados):
- Um mol de
doa mols de (porque é di-prótico). - Um mol de
tem grupos , logo consome mols de quando completamente neutralizado.
- Um mol de
- Assim, pensando em termos de prótons: para neutralizar
mol de é preciso mols de ; cada mol de dá mols de . Daí surge a relação entre os mols — vamos formalizar isso ao balancear a equação.
Passo 3
Escrevendo a equação de fórmulas (esqueleto) sem balancear:
Explicação: o sal formado entre
e
tem fórmula
(para neutralizar cargas:
;
).
Passo 4
Balanceamento sistemático (passo a passo):
- Balancear os átomos de alumínio (
). No produto temos , então colocamos coeficiente em :
Agora temos
balanceado (
átomos em ambos os lados).
- Balancear o grupo sulfato
. No produto há , ou seja grupos ; então precisamos de moléculas de no reagente:
- Agora conferimos hidrogênios e oxigênios e ajustamos a água. Contagem de hidrogênios no lado reagente:
- De
: cada tem H (nos grupos OH), logo H. - De
: cada uma tem H, logo H.
Total de H no reagente =átomos de H.
Cada molécula de
tem
H, então para ter
H precisamos de
moléculas de água:
- Conferência final de oxigênios (para garantir consistência):
- Reagentes:
O em = O; O em = O; total O. - Produtos:
tem O; tem O; total O.
Tudo conferiu — equação balanceada corretamente.
Passo 5
Deduzindo a relação de mols no ponto de equivalência:
- A equação balanceada mostra os coeficientes estequiométricos:
de reagem com de . - Portanto a relação entre os números de mols no ponto de equivalência é
- Em forma de fórmula útil para cálculo:
- Verificação rápida usando a ideia de prótons:
(prótons necessários) (prótons fornecidos). Reorganizando dá exatamente a relação acima.
Passo 6
Exemplo curto para fixar (opcional mas prático):
- Se você tiver
mol de , a quantidade de necessária é
Isto mostra como usar a relação na hora da prova: multiplica ou divide conforme o coeficiente estequiométrico.
Resposta
(a)
(b)