Enunciado

Calcular o volume de NaOH 0,07731 mol L1 necessário para titular: (a) 25,00 mL de uma solução que é 0,03000 mol L1 em HCl e 0,01000 mol L1 em H3PO4 com verde de bromocresol como indicador de ponto final. (b) a solução em (a) com timolftaleína como indicador de ponto final. (c) 10,00; 20,00; 30,00 e 40,00 mL de NaH2PO4 0,06407 mol L1 com timolftaleína como indicador de ponto final. (d) 20,00; 25,00; e 30,00 mL de solução que é 0,02000 mol L1 em H3PO4 e 0,03000 mol L1 em NaH2PO4 com timolftaleína como indicador de ponto final.

Passo 1

Para resolver este problema vamos primeiro escrever cada reação. A partir da reação, veremos a razão entre as quantidades do ácido e da base. Ao fazer a titulação, podemos fazer as quantidades do ácido e da base equivalentes que nos darão uma fórmula:

n   a c i d o = n b a s e

E como temos o volume e a concentração envolvidos, podemos escrevê-lo como:

c a c i d o ⋅ V a c i d o = c b a s e ⋅ V b a s e

Usaremos esta fórmula para calcular o volume de NaOH 0,07731 M usado para titular vários volumes de diferentes ácidos.

  1. Aqui estamos titulando uma solução que consiste em dois ácidos diferentes, então a reação com o indicador verde de bromocresol seria:
  2. 2 N a O H + H C l + H 3 ​ P O 4 ​ → N a H 2 ​ P O 4 ​ + N a C l + 2 H 2 ​ O

    Agora podemos definir a proporção de quantidades:

    n N a O H = n H 3 ​ P O 4 ​ + n H C l

    A partir das quantidades, podemos expressar o volume de NaOH:

    c N a O H ⋅ V N a O H = c H 3 ​ P O 4 ​ + c H C l ⋅ V s o l u ç ã o

    0.07731   M ⋅ V N a O H = 0.01000   M + 0.03000   M ⋅ 25 × 10 - 3   L

    V N a O H = 0.01293   L

    V ( N a O H ) = 12.93   m L

    Passo 2

  3. Ao usar o indicador timolftaleína, NaOH reage com dois prótons de ácido fosfórico:
  4. 3 N a O H + H C l + H 3 ​ P O 4 ​ → N a 2 ​ H P O 4 ​ + N a C l + 2 H 2 ​ O

    Assim, a proporção de quantidades é:

    n N a O H = 2 ⋅ n H 3 ​ P O 4 ​ + n H C l

    E o volume de NaOH:

    c N a O H ⋅ V N a O H = 2 ⋅ H 3 ​ P O 4 ​ + c H C l ⋅ V s o l u ç ã o  

    0.07731   M ⋅ V N a O H = 2 ⋅ 0.01000   M + 0.03000   M ⋅ 25 × 10 - 3   L

    V N a O H = 0.01617   L

    V ( N a O H ) = 16.17   m L

  5. Aqui vamos repetir os passos da parte a) mas com diferentes volumes do ácido.
  6. A reação é:

    N a H 2 ​ P O 4 ​ + N a O H → N a 3 P O 4 ​ + H 2 ​ O

    n N a O H = n N a H 2 ​ P O 4 ​

    c N a O H ⋅ V N a O H = c N a H 2 ​ P O 4 ​ ⋅ V N a H 2 ​ P O 4 ​

    0.07731   M ⋅ V N a O H = 0.06407   M ⋅ V N a H 2 ​ P O 4 ​

    Passo 3

  7. Ao usar o indicador timolftaleína, NaOH reage com dois prótons de ácido fosfórico e um próton de N a 2 H P O 4 :

3 N a O H + N a 2 ​ H P O 4 ​ + H 3 ​ P O 4 ​ → N a 3 ​ P O 4 ​ + N a 2 ​ H P O 4 ​ + 2 H 2 ​ O

Assim, a proporção de quantidades é:

n N a O H = 2 ⋅ n H 3 ​ P O 4 ​ + n N a 2 ​ H P O 4 ​

E o volume de NaOH:

c N a O H ⋅ V N a O H = 2 ⋅ H 3 ​ P O 4 ​ + c H C l ⋅ V s o l u ç ã o

0.07731   M ⋅ V N a O H = 2 ⋅ 0.02000   M + 0.03000   M ⋅ V s o l u ç ã o

0.07731   M ⋅ V N a O H = 0.07000   M ⋅ V s o l u t i o n

Volumes de NaOH:

Resposta

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