QUÍMICA TITULAÇÃO ,0 ml de uma solução de NaOH neutralizam totalmente 10,0 ml de uma solução de HNO

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1 QUÍMICA Prof. Daniel Pires TITULAÇÃO 1. Um suco de laranja industrializado tem seu valor de ph determinado pelo controle de qualidade. Na análise, 20 ml desse suco foram neutralizados com 2 ml de NaOH 0,001 mol/l. Tendo em vista o exposto, a) determine o ph desse suco; b) qual a técnica empregada nesse controle de qualidade? c) como identificar que a neutralização ocorreu? d) se a análise fosse feita no HCl o PH final seria o mesmo? Explique com o esboço do gráfico (titulante x titulado). 2. Chama-se titulação a operação de laboratório realizada com a finalidade de determinar a concentração de uma substância em determinada solução, por meio do uso de outra solução de concentração conhecida. Para tanto, adiciona-se uma solução-padrão, gota a gota, a uma solução-problema (solução contendo uma substância a ser analisada) até o término da reação, evidenciada, por exemplo, com uma substância indicadora. Uma estudante realizou uma titulação ácido-base típica, titulando 25 ml de uma solução aquosa de Ca(OH) 2 e gastando 20,0 ml de uma solução padrão de HNO de concentração igual a 0,10 mol L. a) Utilizando os dados do texto, apresente a equação balanceada de neutralização envolvida na titulação e calcule a concentração da solução de Ca(OH) 2. b) Qual o PH do ponto de equivalência final?. O ácido oxálico é encontrado, em baixas concentrações, em alguns vegetais importantes na alimentação humana, tal como o espinafre. Apesar de ser uma substância tóxica, é bem tolerado pelo organismo humano em concentrações abaixo do limite de toxicidade. Os sucos concentrados de espinafre, entretanto, podem conter quantidades excessivas do ácido oxálico, que ultrapassem tais limites. Por este motivo, a indústria de sucos de espinafre exerce um controle rigoroso em seus produtos, analisando os teores de ácido oxálico, através de titulação com o íon permanganato, de acordo com a seguinte reação: 5H 2 C 2 O 4 (aq) + 2MnO 4 - (aq) + 6H + (aq) 10CO 2 (g) + 2Mn 2+ (aq) + 8H 2 O (l) a) Represente a configuração eletrônica do manganês, tal como se encontra nos reagentes e produtos. b) Sabendo-se que uma amostra de 20 ml de suco de espinafre reagiu completamente com 24mL de uma solução 0,20 M em íons permanganato, calcule a concentração molar, em ácido oxálico, neste suco ,0 ml de uma solução de NaOH neutralizam totalmente 10,0 ml de uma solução de HNO. Juntando-se 40,0 ml da solução de NaOH a 2,00 g de um ácido orgânico monocarboxílico e titulando-se o excesso de NaOH com uma solução de HNO, são gastos 6,00 ml do ácido até o ponto de equivalência. Qual o volume da solução de HNO que corresponde ao número de mols contidos nos 2,00 g do ácido orgânico? Apresente os cálculos realizados na resolução da questão. 1

2 2016 -??????????? 5. O vinagre utilizado como tempero nas saladas contém ácido acético, um ácido monoprótico muito fraco e de fórmula HC 2 H O 2. A completa neutralização de uma amostra de 15,0 ml de vinagre (densidade igual a 1,02 g/ml) necessitou de 40,0 ml de solução aquosa de NaOH 0,220 mol/l. A partir dessas informações, pede-se: a) o número de oxidação médio do carbono no ácido acético; b) a porcentagem em massa de ácido acético no vinagre; c) o volume de KOH 0,100 mol/l que contém quantidade de íons OH equivalente ao encontrado nos 40,0 ml de solução aquosa de NaOH 0,220 mol/l. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Sabe-se que a condutividade elétrica de uma solução é uma medida de sua facilidade de conduzir corrente elétrica. Assim, quanto maior a quantidade de íons dissociados, maior será a condutividade da solução. Num experimento, uma solução aquosa de ácido sulfúrico foi gradualmente adicionada a um recipiente equipado com uma célula de condutividade contendo inicialmente 40 ml de uma solução de hidróxido de bário 0,0125 M, conforme a figura a seguir. Enquanto o ácido era adicionado, foram tomadas medidas relativas à condutividade elétrica da solução. O gráfico a seguir registra os dados de condutividade em função do volume de solução ácida adicionada (Va). 6. Com base nas informações apresentadas: a) escreva a equação da reação entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de bário; b) explique a variação da condutividade elétrica nos trechos a-p e p-b indicados no gráfico. 7. Considere que uma amostra contendo 1 litro de uma solução dos nitratos de prata e chumbo (1, mol de cada) é titulada com uma solução de NaCl (1, mol/l). Após a adição de 2 ml do titulante, haverá uma certa quantidade de precipitado. Calcule a concentração, em mol/l, do cátion desse precipitado que ainda permanece em solução. Dados: Substância Kps AgCl 1, PbCl 2 1, Uma amostra contendo bicarbonato de sódio de massa 0,6720 g foi dissolvida e titulada com solução padrão de HC, sendo necessário 40,00 ml do padrão. A solução de HC foi padronizada por Com base nesses dados, informe, por meio de cálculos, o percentual de bicarbonato de sódio na amostra. 9. O aço pode ser classificado como aço-carbono ou aço-liga. Quanto ao teor de manganês, se este exceder 1,65% em massa, o aço é classificado como aço-liga. 10 gramas de aço foram tratados de forma que todo o manganês presente na amostra foi oxidado a Mn 2+ e posteriormente titulado com permanganato em solução de pirofosfato neutro, conforme a reação: 4 Mn 2+ + MnO H H 2 P 2 O Mn(H 2 P 2 O 7 ) H 2 O Sabendo-se que a concentração de permanganato de sódio é de 0,02mol/L e que foram gastos 22,5mL de solução para titular todo manganês, classifique, justificando por meio de cálculos, o tipo de aço da amostra. 2

3 10. Quando 100 cm de solução de hidróxido de bário 0,100M são adicionados a 100 cm de solução de ácido sulfúrico também a 0,100M, forma-se um precipitado. (Massas atômicas: Ba=17; S=2; O=16; H=1), (Kps do sulfato de bário= ). a) Escrever a equação da reação que ocorre e calcular a massa do precipitado. b) Calcular a massa do sal que permanece dissolvida em solução. GABARITO: Resposta da questão 1: a) 2 ml de NaOH 0,001 mol/l possuem 2 x 10-6 mol de OH -. Assim, [H + ] em 20 ml do suco é igual a 2 x 10-6 / 0,02 = 1,0 x 10-4 mol/l. Como ph = -log [H + ]; ph = 4,0. b) Titulação. c) Através da mudança de cor da solução, causada pela adição de um indicador ácido-base. d) Não. PE=7 Resposta da questão 2: De acordo com o texto, utilizou-se 25 ml de uma solução aquosa de Ca(OH) 2 e 20,0 ml de uma solução padrão de HNO de concentração igual a 0,10 mol L. Equação balanceada de neutralização envolvida na titulação: 2HNO (aq) + Ca(OH) (aq) 2H O( ) + Ca(NO ) (aq). 2 2 VCa(OH) = 2(aq) 25 ml VHNO = (aq) 20,0 ml [HNO ] = 0,10 mol/l n Ca(OH) = [Ca(OH) 2 2] VCa(OH) 2(aq) n HNO = [HNO ] VHNO (aq) 2HNO (aq) + Ca(OH) 2(aq) 2H2O( ) + Ca(NO ) 2(aq) 2 mols 1 mol nhno = 2 nca(oh) 2 Resposta da questão : a) Nos reagentes (MnO 4 ): Mn +7 : 1s 2 2s 2 2p 6 s 2 p 6 Nos produtos (Mn 2+ ): 1s 2 2s 2 2p 6 s 2 p 6 d 5 b) 0,6 mol L 1 [HNO ] VHNO (aq) = 2 [Ca(OH) 2] VCa(OH) (aq) 0,10 mol/l 20 ml = 2 [Ca(OH) 2] 25 ml [Ca(OH) 2] = 0,04 mol/l Resposta da questão 4: Como são gastos 6,00 ml da solução de ácido nítrico (HNO ) até o ponto de equivalência para neutralizar o excesso da solução de hidróxido de sódio (NaOH), podemos calcular a partir dessa informação o volume da solução em excesso de base: n NaOH = [NaOH] V ' n NaOH = [NaOH] 25 n = [HNO ] V " n = [HNO ] 10 HNO HNO NaOH + HNO H O + NaNO 1 mol 1 mol [NaOH] 25 [HNO ] 10 [NaOH] V [HNO ] 6 excesso 2 Vexcesso = 15 ml Como o volume total da solução de NaOH juntados aos 2,00 g do ácido orgânico foi de 40 ml, pode-se, a partir dessa informação, calcular o volume de solução de NaOH que reagiu: V = 40 ml (total) 15 ml (excesso) = 25 ml reagiu Sabe-se, do enunciado, que 25,0 ml de uma solução de NaOH neutralizam totalmente 10,0 ml de uma solução de HNO, consequentemente, conclui-se que o volume da solução de HNO é de 10,0 ml. 2

4 2016 -??????????? Resposta da questão 5: a) A fórmula estrutural do ácido acético é: nox Assim, o nox médio será calculado por: 1+ nox2 + noxmédio = = = b) A reação que ocorre durante a titulação pode ser representada pela equação abaixo: De acordo com a proporção estequiométrica: HCCOOH + NaOH H2O + HCCOONa n ÁCIDO = n BASE Sabemos que Assim: n C = e que, portanto, n = C V V C ÁCIDO V ÁCIDO = C BASE VBASE 0,015 C ÁCIDO = 0,04 0,220 C ÁCIDO = 0,587 mol/l Agora vamos determinar a concentração em g/l de ácido acético presente no vinagre. 1 mol de ácido acético 60 g 0,587 mol de ácido acético m m = 5,2 g/l Cálculo da massa de vinagre (solução) presente em 1 litro. 1,02 g 1mL M SOLUÇAO M = 1020 g. SOLUÇÃO 1000 ml Finalmente vamos calcular a porcentagem em massa de ácido acético presente na solução g 100 % 5,2 g x x =,46 % de ácido acético. c) A equação de dissociação da do hidróxido de sódio é: + NaOH(aq) Na (aq) + OH (aq) Assim: nnaoh = n OH n = C Sabemos que: V 4

5 - - n NaOH = 0,220 0,040 = 8,8 10 mol de OH. Agora vamos calcular o volume da solução de KOH que apresenta essa mesma quantidade em mols de íons OH ,8 10 = 1 10 V -2 V = 8,8 10 L ou 88 ml. Resposta da questão 6: a) A equação será dada por: Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 (s) + 2 H 2 O. b) Como a reação de neutralização forma um sal praticamente insolúvel, o BaSO 4 (s), a quantidade de íons em solução diminui. Consequentemente diminui a condutividade elétrica no trecho a-p, até um valor próximo a zero no ponto de equivalência (ponto p na figura). A partir do ponto de equivalência p, o ácido sulfúrico continua a ser adicionado e sofre ionização, por isso a condutividade elétrica aumenta novamente no trecho p-b. Resposta da questão 7: O produto que vai precipitar após a adição de 2 ml do titulante será o AgCl(s), devido ao fato de seu Kps ser menor que o do PbCl 2 (s). A concentração do cátion em solução será de mol/l, pois: Em 2 ml de NaCl(aq) tem-se [Cl] =, mol/l. [Ag + ] = Kps/[Cl] = 1, /, = mol/l. Resposta da questão 8: Teremos: NaHCO Na CO 2 = 84 g.mol = 106 g.mol HC = 6,5 g.mol 24,00 ml (padrão) = 24,00 10 L 40,00 ml (padrão) = 40,00 10 L Na CO + 2HC H CO + 2NaC g 2 mol 0,1272 g nhc HC n = 2, mol padrão nhc 2, mol [HC ] = = = 0,10 mol / L V 24,00 10 L 1 L (HC ) 40,00 10 L (HC ) n' HC = 4, mol 0,10 mol (HC ) n' HC NaHCO + HC H2CO + NaC 84 g 1 mol mnahco 4, mol mnahco = 0,60 g 0,6720 g (NaHCO ) 100 % 0,60 g (NaHCO ) p% p % = 50,0000 % Porcentagem de NaHCO = 50 % 5

6 2016 -??????????? Resposta da questão 9: A porcentagem de manganês (0,99 %) é inferior a 1,65 %. Não é aço-liga. Resposta da questão 10: a) Ba(OH) 2 + H 2 SO 4 BaSO 4 + 2H 2 O Mppt = 2, g b) 4, g 6