36) O volume em mililitros, de uma solução de ácido clorídrico de pH = 2, necessário para neutralizar completamente 500 mililitros de uma solução de hidróxido de potássio de pH = 11.
RESOLUÇÃO
Princípio da equivalência na neutralização: 1 mol de cátions hidrogênio (H1+) neutralizam 1 mol de ânions hidróxido (OH1-).
Ácido clorídrico => HCl, pode gerar até 1 mol de cátions hidrogênio (H1+).
Hidróxido de potássio => KOH, pode gerar até 1 mol de ânions hidróxido (OH1-), logo poderemos dizer que 1 mol do ácido neutraliza 1 mol da base.
Definição de pH: expressa a maior ou menor acidez de uma solução, sendo calculado fazendo o logaritmo negativo da concentração de cátions hidrogênio (H1+).
Cálculo da quantidade de ânions hidróxido(OH1-) a ser neutralizada.
Quando o pH = 11, o pOH = 3, pois a soma pH + pOH = 14 e a concentração de ânions hidróxido = 10-3 mol/litro = 0,0010 mol/litro, precisamos calcular a quantidade dissolvida em 500 mililitros.
0,0010mol ................. 1.000mL
x mols ...................... 500 ml
X = 0,0005 mol de ânions hidróxido (OH1-) é a quantidade a ser neutralizada e para isso precisaremos da mesma quantidade de cátions hidrogênio (H1+).
Cálculo do volume necessário de ácido para neutralizar 0,0005 mols de base.
Quando o pH = 2 a concentração de cátions hidrogênio = 10-2 mol/litro = 0,01 mol/litro.
0,01 mol ................... 1.000mL
0,0005 mol ................ x mL
x = 50 mililitros.
35) Um químico é requisitado para determinar a capacidade de um tanque de forma irregular para fins industriais. Para isso, adiciona cuidadosamente 80 gramas de hidróxido de sódio no tanque e, em seguida, completa com água até o limite máximo e homogeneiza. Efetua várias titulações de alíquotas de 50 mililitros retiradas do tanque, que requerem um valor médio de 16 mililitros de solução 0,005 mol/litro de ácido perclórico, para completa neutralização.
Qual a capacidade do tanque, em litros.
Massa molar do ácido e da base.
NaOH = (1 .23) + (1 .16) + (1 .16) = 40 gramas
HClO4= (1 .1) + (1 .35,5) + (4 .16) = 100,5 gramas
Relação de equivalência: 1 mol ou 40 gramas de NaOH neutraliza 1 mol ou 100,5 gramas de HClO4.
Precisamos calcular qual a concentração da solução de hidróxido de sódio em grama/litro para depois calcular o volume ocupado pelos 80 gramas adicionado.
Cálculo da quantidade de ácido, em mols, gasto da neutralização da base.
Leitura molar do ácido: 0,005 mol/litro significa que em cada litro (1.000 mL) de solução ácida temos 0,005 mol de acido perclórico dissolvido.
Vamos calcular a quantidade, em mols, de ácido em 16 mililitros.
1.000 mL .............. 0,005 mol
16 mL .................. x mol
x = 0,000008 mol de ácido
x = 8 x 10-6 mols de ácido foram usados na neutralização.
Como a proporção de neutralização é de 1:1, a neutralização consumiu
8 x 10-6 mols de NaOH, que estão dissolvidos em 50 mililitros da solução básica.
Cálculo da massa de NaOH, em gramas, dissolvidos nos 50 mililitros de solução básica.
1 mol de NaOH ....................... 40 gramas
8 x 10-6 mol de NaOH .............. x gramas
x = 3,2 x 10-4 gramas estão dissolvidos em 50 mililitros (0,05 litros) da solução básica retirada do tanque.
Cálculo do volume de solução contida no tanque, em litros, que tem 80 gramas de NaOH dissolvidos.
3,2 x 10-4 gramas ................. 0,05 L
80 gramas ............................ x L
x = 1250 litros
34) Barilha, que é carbonato de sódio impuro, é um insumo básico da indústria química. Uma amostra de barilha de 10 gramas foi totalmente dissolvida em 800 mililitros de ácido clorídrico 0,2 mol/litro.
O excesso de ácido clorídrico foi neutralizado com 250 mililitros de hidróxido de sódio 0,1 mol/litro.
Qual o teor de carbonato de sódio, em porcentagem de massa, na amostra?
RESOLUÇÃO
Porcentagem = (gramas de carbonato de sódio / gramas de barilha ) x 100
Cálculo da massa, em gramas, de carbonato de sódio presente na amostra de barilha.
Reação do carbonato de sódio com o ácido clorídrico.
1Na2CO3(aq) + 2HCl(aq) => 2NaCl(aq) + 1H2CO3(aq)
Precisamos saber quanto de ácido clorídrico foi gasto na reação com o carbonato de sódio, lembrando que parte do ácido clorídrico não reagiu e foi neutralizado por uma solução básica de hidróxido de sódio.
Cálculo da quantidade de ácido clorídrico em excesso.
Relação de equivalência entre o ácido e a base.
1 mol de HCl neutraliza 1 mol de NaOH
Leitura molar da base (NaOH) fornecida: 0,1 mol/litro significa que cada 1.000 mililitros de solução tem 0,1 mol de NaOH dissolvidos.
0,1 mol ............... 1.000 mL
x mols ................ 250 mL
x = 0,025 mol de NaOH neutralizaram 0,025 mol de HCl, quantidade essa de ácido em excesso.
Cálculo de quanto de ácido foi adicionado na dissolução da barilha.
Leitura molar do ácido (HCl) fornecida: 0,2 mol/litro significa que cada 1.000 mililitros de solução tem 0,2 mol de HCl dissolvidos.
0,2 mol ............ 1.000mL
x mols ............. 800 mL
x = 0,16 mols de HCl
Cálculo de quantos mols do ácido reagiu = 0,160 - 0,025 = 0,135 mol de ácido reagiu com o carbonato de sódio presente na amostra de barilha.
Cálculo da massa, em gramas, de carbonato de sódio presente na barilha.
Cálculo da massa molar do carbonato de sódio
Na2CO3 = (2 .23) + (1 . 12) + (3 . 16) = 106 gramas
Usando a proporção da reação teremos que 1 mol (106 gramas) de carbonato de sódio reagem com 2 mols de ácido clorídrico.
106g ............. 2 mols
x g ................ 0,135mol
x = 7,511 gramas é a massa de carbonato de sódio existente em 10 gramas de barilha, logo em 100 gramas de barilha teremos 75,11 gramas de carbonato de sódio, ou seja 75,11%.
