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segunda-feira, 10 de abril de 2023

NEUTRALIZAÇÃO ÁCIDO-BASE

 


01) Determine a concentração molar (mol/L) de uma solução aquosa de ácido fosfórico, sabendo-se que 40 centímetros cúbicos desta solução neutralizam 120 centímetros cúbicos de solução aquosa 0,5 mol/L de hidróxido de sódio.


Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido(OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido fosfórico => H3PO4

Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido fosfórico pode formar três mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base para ter a mesma quantidade de cátions hidrogênio e ânions hidróxido será:

1mol de H3PO4 neutralizará 3mols de NaOH

Resolução do exercício

Precisamos calcular a quantidade em mols de ácido que foi neutralizado e esta quantidade estará contida em 120centímetros cúbicos ou 120 mililitros da solução neutralizada.

0,5mol de NaOH ............... 1000mL
x mols de NaOH ............... 120mL

x = 0,06mols de NaOH neutralizará 0,06/3mols ou 0,02mol de H3PO4, pois a proporção de neutralização é de 1:3 e esta quantidade esta dissolvida em 40mililitros ou 0,04litros da solução aquosa ácida.

Cálculo da concentração molar (mol/L) da solução aquosa de ácido fosfórico.

0,02mol de H3PO4  .......... 0,04L
x mols de H3PO4 ............. 1litro

x = 0,5mol por litro ou 0,5mol/L


Resolução alternativa por análise dimensional

Na análise dimensional as igualdades e proporções viram frações que se  multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.



02) Uma amostra de 12 gramas contendo hidróxido de potássio foi dissolvida em água formando 1,0 litro de solução. Determine o grau de pureza de hidróxido de potássio na amostra, sabendo que uma alíquota de 100mililitros  desta solução consumiu 75mililitros de uma solução de ácido nítrico 0,2mol/L.

Resumo teórico

Precisamos calcular a quantidade de KOH neutralizada para comparar com 12gramas de amostra impura.


Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.


Ácido nítrico => HNO3


Hidróxido de potássio => KOH


Leitura molar: cada mol de ácido nítrico pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de potássio pode liberar um mol de ânions hidróxido.


A proporção entre o ácido e a base será:


1mol de HNO3 neutralizará 1mol ou 56gramas de KOH

Resolução do exercício

Precisamos calcular a quantidade, em gramas, de base que foi neutralizada e esta quantidade estará contida em 100mililitros da solução neutralizada.


0,2mol de HNO3 ............... 1000mL

X mols de HNO3 ............... 75mL

x = 0,015mols de HNO3 neutralizará 0,015mols de KOH, pois a proporção de neutralização é de 1:1 e esta quantidade esta dissolvida em 100mililitros da solução diluída básica.


Cálculo da quantidade, em gramas, de KOH na solução diluída que foi neutralizada.


Massa molar do KOH = (1 . 19) + (1 . 16) + (1 . 1) = 56gramas


1mol de KOH .......................  56gramas

0,015mol de KOH  .............   X gramas

x = 0,84gramas de KOH estão contidos em 100mililitros da solução neutralizada.


0,84gramas de KOH ..............  100mL

x gramas de KOH .................. 1000mL

x = 8,4gramas é a quantidade de KOH na amostra.


Cálculo da pureza da amostra


12gramas da amostra ..............  100%

8,4gramas de KOH ..................   x %

X = 70% é a porcentagem de KOH existente em 12 gramas da amostra inicial, logo é o grau de pureza da amostra.



Resolução alternativa por análise dimensional

Na análise dimensional as igualdades e proporções viram frações que se multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.























03) 100 mililitros de uma solução de hidróxido de sódio foram diluídas com água a 500mililitros e depois 10mililitros dessa solução diluída consumiram, em sua titulação, 30mililitros de uma solução 0,1mol/L de ácido clorídrico. 
A concentração molar (mol/L) da solução inicial é:

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido clorídrico => HCl

Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido clorídrico pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será:

1mol de HCl neutralizará 1mol de NaOH

Resolução do exercício


Precisamos calcular a quantidade em mols de base que foi neutralizada e esta quantidade estará contida em 10mililitros da solução diluída.

0,1mol de HCl ............... 1000mL
x mols de HCl ...............  30mL

x = 0,003mols de HCl que neutralizará 0,003mols de NaOH, pois a proporção de neutralização é de 1:1 e esta quantidade esta dissolvida em 10mililitros da solução diluída básica.

Cálculo da quantidade molar (mols) de NaOH na solução diluída que foi neutralizada.

0,003mols ...................   10mL
x mols ........................   500 mL

x = 0,15mol esta dissolvido em 500mililitros de solução.

Cálculo da concentração molar(mol/L) da solução inicial.

A quantidade de NaOH da solução inicial é a mesma que depois da diluição, pois foi apenas adicionado água a mesma.

0,15mol de NaOH estava dissolvido no volume incial de 100mililitros ou 0,1litro.

Concentração molar inicial = 0,15mol / 0,1L = 1,5mol/L

Resolução alternativa por análise dimensional

Na análise dimensional as igualdades e proporções viram frações que se  multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.




















04) Quando se mistura soluções aquosas de ácido clorídrico e hidróxido de sódio, ocorre uma reação de neutralização expressa por:

                        1H+1 + 1OH-1  =>  1H2O

Na realização de uma titulação ácido-base neutralizam-se 200 mL de uma solução de hidróxido de sódio com 20mL de uma solução 0,5mol/L de ácido clorídrico. A massa de hidróxido de sódio, em gramas, existente em 250 mL da solução básica, será:

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H+1) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH-1), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido clorídrico => HCl

Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido clorídrico pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de um mols de ácido clorídrico e um mol de hidróxido de sódio, aí teremos 1 mol de cátions hidrogênio e 1 mol de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será: 

1mol de HCl neutralizará 1mol de NaOH

Resolução do exercício

Precisamos calcular a concentração da solução de hidróxido de sódio para depois calcular a quantidade de hidróxido de sódio existente em 250mililitros.
Pela concentração ácida poderemos calcular a quantidade de mols neutralizados que deverá ser igual a quantidade de mols de base neutralizados.

0,5 mol .........    1000mL
X do mol .......     20mL

x = 0,01 mol

Para neutralizar 0,01 mol de ácido precisaremos de 0,01 mol de base, pois a proporção é de 1:1.
Esta quantidade 0,01mol esta dissolvida em 200 mililitros de solução básica que foi neutralizado. Logo precisamos calcular a quantidade de hidróxido de sódio existente em 250mililitros.

0,01mol ............ 200mL
x mol ................ 250mL

x = 0,0125mol

Como a pergunta quer massa em gramas precisamos transformar a quantidade em mols para gramas.

1 mol de NaOH =  (1 . 23) + (1 . 16) + (1 . 10) = 40gramas

1mol ....................... 40gramas
0,0125mol ............. x gramas

x = 0,5gramas





05) Para a neutralização completa de 50,4 g de ácido nítrico é necessário:

a) 0,4 mol de hidróxido de potássio
b) 0,8 mol de clorato de hidrogênio
c) 0,4 mol de hidróxido de magnésio
d) 0,6 mol de hidróxido de sódio
e) 0,4 mol de sulfeto de hidrogênio

Resumo teórico e resolução do exercício

Primeiro calculamos a quantidade em mols de íons hidrogênio existente em 50,4g do ácido, cuja massa molar é 63 gramas e tem fórmula igual a HNO3.

Lembrando que cada mol de ácido nítrico (HNO3) pode liberar um mol de íons hidrogênio, verifique a fórmula entre parenteses.

1 mol .........  63g
x mol ........   50,4g

x = 0,8 mol é a quantidade do ácido e consequentemente de íons hidrogênio a ser neutralizada pela mesma quantidade de íons hidróxido de uma base.

Cálculo da quantidade de mols de íons hidróxido.

a) 0,4 mol de KOH possui 0,4 mol de íons hidróxido, logo não tem quantidade suficiente.

b) clorato de hidrogênio (HClO3) é um ácido e não neutralizará outro ácido.

c) 0,4 mol de hidróxido de magnésio:Mg(OH)2

Cada mol desta base tem 2 mols de íons hidróxido, logo 0,4 mol terá 0,8 mol de íons e neutralizará totalmente o ácido.

d) 0,6 mol de hidróxido de sódio (NaOH), tem 0,6 mol de íons hidróxido.

e) H2S é um ácido e não neutralizará outro ácido.



06) Para neutralizar uma alíquota de 25 mL de uma solução de H2SO4 foram consumido 30 mL de solução 0,10 molar de NaOH. A massa de H2SO4 contida em 250 mL de solução é?

Resumo teórico

Pela Teoria de Arrhenius: uma solução aquosa ácida pode ser neutralizada por uma solução aquosa básica, ou um mol de íons hidrogênio (H+) neutraliza um mol de íons hidróxido (OH-1), formando um mol de molécula de água (H2O), conforme a equação abaixo.

1 H+1 +  1 OH-1  =>  1 H2O

Resolução do exercício

1. Calcular a quantidade de mols de NaOH neutralizados contidos em 30 mililitros de NaOH.

=> 0,10molar = 0,10mol/litro = 0,10mol / 1000mililitros, logo:

0,10mol .......... 1000mililitros 
x mols ............  30mililitros

x = 0,0030 mol foram neutralizados por 25mililitros do ácido.

Relação molar entre as substâncias: 2 mols de NaOH neutraliza 1 mol de H2SO4, logo 0,0030 do mol de NaOH neutraliza 0,0015 do mol de H2SO4 que esta contido em 25 mililitros do H2SO4

2. Cálculo da quantidade de H2SO4 existente em 250mililitros

0,0015mol .........  25mililitros
x mol ..................  250 mililitros

x = 0,015 mol é a quantidade de H2SO4 contida em 250 mililitros.

3. Cálculo da massa correspondente a 0,015mol de H2SO4

1 mol de H2SO4 = 2g + 32g + 64g = 98gramas por mol.

1 mol ...............  98gramas
0,015 mol .......  x

X = 1,47gramas de H2SO4







07) O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético. Qual a concentração de ácido, em mol/litro, no vinagre se foram gastos 30mL de uma solução de NaOH de concentração igual a 0,2 mol/l, para titular 20mL de vinagre?

Resumo teórico

Como a pergunta é concentração em mol/L, precisamos saber qual a quantidade de ácido presente em 20mL, que foi a quantidade neutralizada e depois calcularemos a quantidade em um litro.

Resolução do exercício

Cálculo da quantidade de ácido neutralizada.

NaOH: 0,2 mol/litro: significa que em cada litro (1000mL) de solução básica temos 0,2 mol de íons hidroxila.

0,2 mol ...............    1000mL
x mol .................    30mL

x = 0,006 mol

Cálculo da concentração do ácido no vinagre.

0,006mol ..............  20mL
x mol ...................  1000mL

x = 0,3 mol/L

* A concentração da solução ácida é igual a concentração de íons hidrogênio, porque os ácidos carboxílicos apresentam somente um hidrogênio ionizável. 





08) A concentração molar de íons hidrogênio (H+) na solução resultante da dissolução de 0,01 mol de hidróxido de alumínio em 1 litro de solução 0,1 mol/l de ácido clorídrico é?

Resumo teórico e resolução do exercício

Fórmulas - Al(OH)3 e HCl

Observe que cada mol de hidróxido de alumínio tem 3 mols de íons hidroxila e cada mol de ácido clorídrico tem um mol de íons hidrogênio.

- 0,01 mol de hidróxido de alumínio tem 0,03 mol de íons hidroxila (OH1-), logo precisaremos de 0,03 mol de ácido clorídrico para neutralização total da solução básica.

A solução tem, pelos dados fornecidos no exercício, 0,1 mol de íons hidrogênio e 0,03 mol de íons hidroxila por litro de solução.

- 0,03 mol de íons hidroxila neutralizarão 0,03 mol de íons hidrogênio, logo teremos ex-cesso de íons hidrogênio.

Excesso: 0,1 – 0,03 = 0,07 mol de íons hidrogênio estão em excesso em 1 litro da solução.

X = 0,07mol/litro, é a concentração molar.



09) O volume de solução 0,1 mol/L de hidróxido de potássio necessário para a neutralização completa de 1,26g de ácido nítrico é?

Resumo teórico

Fórmulas - KOH e HNO3

Relação molar: 1 mol de KOH neutralizará 1 mol de HNO3 ou 63gramas.

Resolução do exercício

Cálculo da quantidade, em mols, de KOH neutralizada por 1,26gramas de HNO3

63g de HNO3  ...................... 1mol de KOH

1,26g de HNO.................... x mol de KOH

x = 0,02mols de KOH serão neutralizados por 1,26gramas de HNO3

Cálculo do volume que contém esta quantidade de KOH.

KOH: 0,1 mol/L significa que cada litro (1000mL) de solução tem 0,1 mol de KOH.

0,1mol ............ 1000mL
0,02 mol ........   x mL

x = 200 mL = 0,2 litros de solução





10) Retiram-se 200gramas de hidróxido de sódio impuro contido em um frasco, cujo rótulo tem escrito: 
Pureza: 80%. 
Deseja-se saber qual é a massa de ácido sulfúrico necessária para neutralizar o hidróxido presente na amostra.

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Relação: massa ácido sulfúrico e massa de hidróxido de sódio puro.

Resolução do exercício

Cálculo da massa de NaOH puro que será neutralizada pelo ácido.

200gramas .............. 100%
X gramas ................  80%

X = 160gramas de NaOH

Fórmulas: Ácido sulfúrico => H2SO4

               Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de dois mols de hidróxido de sódio e um mol de ácido sulfúrico, aí teremos 2 mols de cátions hidrogênio e 2mols de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será:

2 mols de NaOH neutralizará 1 mol de H2SO4 ou (2 . 40gramas) de NaOH neutralizará 98gramas de H2SO4.

Montando a proporção diretra teremos.

80gramas(NaOH) .............  98gramas (H2SO4)

160gramas(NaOH) ...........  x  gramas

x = 196 gramas de H2SO4







11)
 Calcular quantos mols de ácido sulfúrico serão necessários para reagir com 18 mols de hidróxido de sódio?

Resumo teórico e resolução do exercício

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H
1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.


Relação: mol ácido sulfúrico e mol de hidróxido de sódio.


Fórmulas: Ácido sulfúrico => H
2SO4

               Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.


Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de dois mols de hidróxido de sódio e um mol de ácido sulfúrico, aí teremos 2 mols de cátions hidrogênio e 2 mols de ânions hidróxido.


A proporção entre o ácido e a base será: 
2 mols de NaOH neutralizará 1 mol de H2SO4 logo 18 mols de NaOH neutralizará 9 mols de H2SO4.













































12) Segundo notícia publicada no jornal Folha de São Paulo, um caminhão-tanque tombou nas proximidades de Itanhaém causando um vazamento de 20 toneladas de ácido sulfúrico concentrado. A equipe de atendimento de acidentes usou cal extinta para neutralizar o ácido. Admitindo-se que o ácido é 98%, qual a massa mínima de cal extinta foi necessária para a neutralização total do ácido derramado?

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Resolução do exercício

Cálculo da massa de H2SO4 puro que será neutralizado pela base.

20toneladas .............. 100%
x gramas ..................  98%

x = 19,6 toneladas de  H2SO4
Fórmulas: Ácido sulfúrico =>  H2SO4

                  Hidróxido de cálcio => Ca(OH)2

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de cálcio pode liberar dois mol de ânions hidróxido.
Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de um mol de hidróxido de cálcio e um mol de ácido sulfúrico, aí teremos 2 mols de cátions hidrogênio e 2mols de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será:

1 mol de  Ca(OH)2 neutralizará 1 mol de  H2SO4 ou (1 . 74gramas) de Ca(OH)2 neutralizará (1 . 98gramas) de H2SO4.

Montando a proporção direta teremos.

Relação: massa ácido sulfúrico e massa de hidróxido de cálcio(cal extinta).

74gramas[Ca(OH)2] .............  98gramas( H2SO4)

x ton[Ca(OH)2] ..................... 19,6 ton( H2SO4)

x = 14,8 toneladas Ca(OH)2























13) Digamos que um químico tinha uma solução de ácido acético (CH3COOH(aq)) e queria descobrir a sua concentração, em mol/L. 
Então, ele colocou 20,0 mL de ácido acético (titulado) em um erlenmeyer e adicionou o indicador fenolftaleína. Depois ele encheu uma bureta de 100 mL com hidróxido de sódio (NaOH)  de concentração conhecida (titulante) igual a 1,0 mol/L.  Por fim, o químico realizou a titulação e percebeu que a mudança de cor (ponto de viragem - momento em que ele parou a titulação) ocorreu quando foram consumidos 24,0 mL de NaOH.

Resumo teórico


Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Relação estequiométrica ácido-base.

Como o ácido acético é um monoácido, ou seja apresenta apenas um hidrogênio ionizável, aquele ligado a um oxigênio, temos:

1 mol de CH3COOH neutraliza 1 mol de NaOH.

Para calcular a concentração, em mol/litro, do ácido precisamos saber quantos mols dele tem dissolvidos em 20 mililitros.

Como a proporção estequiométrica é de 1:1, a quantidade, em mols, de base que neutralizará o ácido é a mesma, logo vamos calcular quantos mols de base foram usados.

Resolução do exercício

Pelos dados fornecidos poderemos montar a seguinte regra de três.

1 mol .......................  1000mL

X mols ....................   24 mL

X = 0,024mols da base foram usados para neutralizar 0,024mols do ácido, pela proporção estequiométrica.

Logo, 0,024mols do ácido estão dissolvidos em 20 milillitros ou 0,020litros de solução aquosa ácida.

Concentração da solução ácida = 0,024mols / 0,020L = 1,2 mol/litro





14) O volume necessário de uma solução de ácido clorídrico 0,5 mol/L para a neutralização completa de 50mL de uma solução de hidróxido de cálcio 0,1 mol/L é:

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido clorídrico => HCl

Hidróxido de cálcio => Ca(OH)2

Relação: volume de ácido clorídrico e mol de hidróxido de cálcio.

Leitura molar: cada mol de ácido clorídrico pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de cálcio pode liberar dois mols de ânions hidróxido.

Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de dois mols de ácido clorídrico e um mol de hidróxido de cálcio, aí teremos 2 mols de cátions hidrogênio e 2 mols de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será:

2HCl neutralizará 1Ca(OH)2

Resolução do exercício

Primeiro calculamos quantos mols de íons hidróxido serão neutralizados.

Da concentração da solução básica (0,1 mol/L) tiramos que:

Em cada mol de hidróxido de cálcio temos 2 mols de íons hidróxido, pois sua fórmula é Ca(OH)2, logo em 0,1 mol da base teremos 0,2 mol de íons hidróxido.

0,2 mol ............ 1000mL
x do mol ..........  50mL

x = 0,01 mol

Para neutralizar 0,01 mol de íons hidróxido necessitamos de 0,01 mol de íons hidrogênio.

Precisamos saber qual é o volume do ácido que contém esta quantidade de íons hidrogênio.

Da concentração da solução ácida (0,5 mol/L) tiramos que:

0,5 mol ..........  1000mL
0,01 mol ........  x mL

x = 20mL


15) A  50ml de uma solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L adicionou-se um certo volume de solução de ácido clorídrico 0,2 mol/L. A posterior adição de algumas gotas de fenolftaleína tornou a solução vermelha. 
Nestas condições é possível afirmar que o volume de ácido clorídrico 0,2mol/l adicionado foi:

Resumo teórico

Fenolftaleína vermelha indica caráter básico quando pH for maior que 8, logo tivemos excesso de solução básica e o volume de solução ácida adicionado foi inferior ao que era necessário para neutralização total.

Resolução do exercício

Cálculo da quantidade de mols de íons a serem neutralizadas pela solução ácida.

NaOH: 0,1 mol/l

0,1 mol .............   1000mL
x mol .................   50mL

x = 0,005 mol de íons da solução básica devem ser neutralizados.

Cálculo do volume de solução ácida necessário para neutralizar 0,005 mol de íons da solução básica.

Solução de ácido clorídrico: 0,2 mol/l

0,2mol ................... 1000mL
0,005 mol ..............   x mL

x = 25mL era o volume a ser adicionado, como a solução ficou básica, significa que o volume adicionado foi inferior a 25mL.



16) O volume necessário de uma solução de ácido sulfúrico 0,2 mol/L para a neutralização completa de 50ml de uma solução 0,1mol/L de hidróxido de sódio é de aproximadamente:

Resumo teórico

A quantidade de íons hidrogênio (H1+) existentes na solução ácida para neutralização total deve ser igual a quantidade de íons hidróxido (OH1-), existente na solução básica.

Resolução: cálculo da quantidade de íons hidróxido na solução de hidróxido de sódio de fórmula NaOH.

Solução 0,1 mol/litro: significa que em cada litro (1000mL) de solução temos 0,1 mol de íons hidróxido.

Resolução do exercício

0,1mol ...........   1000mL
x mol  ...........    50 mL

x = 0,005 mol de íons hidróxido que neutralizarão 0,005 mol de íons hidrogênio.

Cálculo do volume de solução ácida que contém 0,005 mol de íons hidrogênio.

Solução ácida 0,2 mol/L: significa que em cada litro (1000mL) de solução ácida temos 0,4 mol de íons hidrogênio.

0,4mol .............   1000mL
0,005 mol ........    x mL

X = 12,5 mL


17) Os exageros do final de semana podem levar o indivíduo a um quadro de azia. A azia pode ser descrita como uma sensação de queimação no esôfago, provocada pelo desbalanceamento do pH estomacal (excesso de ácido clorídrico). 
Um dos antiácidos comumente empregados no combate à azia é o leite de magnésia.
O leite de magnésia possui 64,8gramas de hidróxido de magnésio por litro de solução. Qual a quantidade, em mols, de ácido neutralizado ao se ingerir 9mililitros de leite de magnésia.

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Fórmula do ácido => HCl

Fórmula da base => Mg(OH)2

Relação: massa de hidróxido de magnésio e mol de ácido clorídrico.

Leitura molar: cada mol de ácido clorídrico pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de magnésio pode liberar dois mols de ânions hidróxido.

Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de dois mols de ácido clorídrico e um mol de hidróxido de magnésio, aí teremos 2 mols de cátions hidrogênio e 2mols de ânions hidróxido.

Resolução do exercício

A proporção entre o ácido e a base será:

2 mols de HCl neutralizará 1 mol de Mg(OH)2

Massa da base referente a Mg(OH)2 = (1 . 24) + 2(16+1) = 58 gramas por mol

Precisamos saber qual a quantidade em gramas da base que será usada para neutralizar o ácido.

Informação do exercício: o leite de magnésia possui 64,8gramas de hidróxido de magnésio por litro (1000 mililitros) de solução. Qual a quantidade, em mols, de ácido neutralizado ao se ingerir 9mililitros de leite de magnésia.

64,8gramas ............. 1000mlilitros
x gramas .................. 9mililitros

x = 0,5832gramas

Levando em consideração a proporção para neutralização teremos que:

2mols de HCl neutralizará 1mol de Mg(OH)2, ou 2mols do ácido neutralizará 58gramas da base.

2mols ................ 58g
x mols ............... 0,5832g

x = 0,02mol




18) Quantos mililitros de solução de hidróxido de sódio 0,1mol/L serão gastos para neutralizar 100ml de solução contendo 0,049g de ácido sulfúrico?

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido sulfúrico => H2SO4

Hidróxido de sódio => NaOH

Relação: volume de hidróxido de sódio e massa de ácido sulfúrico.

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

Resolução do exercício

Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de um mol de ácido sulfúrico e dois mols de hidróxido de sódio, aí teremos 2 mols de cátions hidrogênio e 2mols de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será:

1H2SO4 neutralizará 2NaOH

Massa do ácido referente a H2SO4 = (2 . 1) + (1 . 32) + (4 . 16) = 98gramas por mol

Precisamos saber qual a quantidade em mols da base que será neutralizada e assim poderemos calcular o volume.

Levando em consideração a proporção para neutralização teremos que:

1mol de H2SO4 neutralizará 2mols de NaOH, ou 98gramas do ácido neutralizará 2mols da base.

98g ............. 2mols
0,049g ....... x mols

x = 0,001mol de NaOH será neutralizado, agora vamos calcular o volume que contém esta quantidade.

Leitura da concentração dada da base: 0,1mol/L significa que cada litro(1000mililitros) de solução tem 0,1mol de NaOH dissolvido.

0,1mol ............. 1000mililitros
0,001mol ......... x mililitros

x = 10mililitros





19) Quantos mols de solução de hidróxido de cromo III serão gastos para neutralizar uma solução contendo 4,9g de ácido sulfúrico?

Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Fórmulas: Ácido sulfúrico => H2SO4

               Hidróxido de cromo => Cr(OH)3

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de cromo pode liberar três mols de ânions hidróxido.

Para que a quantidade, em mols, dos íons fique igual precisaremos de dois mols de hidróxido de cromo III e três mols de ácido sulfúrico, aí teremos 6 mols de cátions hidrogênio e 6mols de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base será:

2 mols de Cr(OH)3 neutralizará 3mols de H2SO4  (3 . 98gramas).

Resolução do exercício

Montando a proporção direta teremos.

Relação:  mol de hidróxido de cromo III e massa ácido sulfúrico.

2mols[Cr(OH)3] .............  3 . 98gramas(H2SO4)
x mols[Cr(OH)3] ................4,9gramas(H2SO4)

x = 0,033mols Cr(OH)3




20) Um professor de Química misturou 20 mililitros de uma solução de ácido nítrico 0,1mol/L com 30 mililitros de uma solução de hidróxido de potássio 0,5mol/L. A solução resultante será ácida ou básica e sua concentração final será igual a:

Resumo teórico


Princípio da equivalência: 1 mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza 1 mol de ânions hidroxila (OH1-), logo um mol de HNO3 neutralizará um mol de KOH.

Precisamos descobrir quantos mols tem de ácido e de base para verificar quem esta em excesso.

Para o ácido: 1 mol/L significa que cada 1000 mililitros tem 1 mol de ácido dissolvidos.

Resolução do exercício

1 mol .................. 1000mL
x mol ....................  20mL

x = 0,020 mol

Para a base: 0,5mol/L significa que em 1000 mililitros temos 0,5 mol de base dissolvidos.

0,5 mol .................. 1000mL
x mol ....................  30mL

x = 0,015 mol

Observem que 0,015 mol da base neutralizará 0,015mol do ácido(princípio da equivalência), logo teremos excesso de ácido e a solução resultante terá caráter ácido.

Cálculo da concentração final.

Teremos 0,005 mol de ácido ( 0,020 - 0,015) dissolvidos em 50 mililitros (20 + 30) de solução ou 0,05litros.

Concentração final = 0,005mol / 0,05L = 0,1mol/L



21) Coloca-se em um bequer 10 mililitros de solução de ácido clorídrico (HCl) a dosar juntamente com gotas de solução alcoólica de fenolftaleína. Da bureta deixa-se cair solução decimolar de hidróxido de sódio (NaOH), tendo-se gasto 15 mililitros desta solução até o aparecimento de leve coloração rósea persistente.

Calcular a concentração em mol/litro, da solução ácida.

Resumo teórico

Princípio da equivalência: 1 mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza 1 mol de ânions hidroxido (OH1-), logo um mol de HCl neutralizará um mol de NaOH.

Para a base: decimolar é igual a 1mol/litro dividido por 10 ou 0,1mol/litro, isso significa que em 1000 mililitros da solução tem 0,1 mol de base dissolvidos.

Resolução do exercício

0,1 mol .................. 1000mL
x mol .....................  15mL

x = 0,0015 mol foi a quantidade de base neutralizada.

Observem que 0,0015 mol do ácido neutralizará 0,0015 mol da base (princípio da equivalência).

Cálculo da concentração final do ácido.

Teremos 0,0015 mol de ácido dissolvidos em 10 mililitros de solução ou 0,010litros.

Concentração final = 0,0015mol / 0,010L = 0,15 mol/L


22) Quando a 1 litro de ácido sulfúrico 0,04 mol/litro se adicionam 3 litros de hidróxido de sódio 0,04 mol/litro, a solução resultante terá pH aproximadamente igual a:

     Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido sulfúrico => H2SO4

Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

    A proporção entre o ácido e a base para ter a mesma quantidade de cátions hidrogênio e ânions hidróxido será:

1mol de H2SO4 neutralizará 2 mols de NaOH.


Como foi pedido o pH da solução resultante pode ter ácido ou base em excesso, para isso ser verificado precisamos calcular quantos mols tem de ácido e quantos tem de base.

     Resolução do exercício

Cálculo da quantidade, em mols, de base.

0,04mol/litro de NaOH significa que em 1 litro da solução básica temos dissolvidos 0,04 mol de NaOH, logo 3 litros de solução básica terá três vezes mais, ou seja, 0,12 mols de NaOH.

Cálculo da quantidade, em mols, de ácido.

0,04mol/litro de H2SO4 significa que em 1 litro da solução ácida temos dissolvidos 0,04 mol de H2SO4, logo 1 litro de solução ácida terá 0,04 mols de H2SO4.

Mas a neutralização é feita pelas quantidades de íons hidrogênio e hidróxido, logo pelo princípio da equivalência.

1mol de H2SO4 neutralizará 2 mols de NaOH.

0,04mol de H2SO4 neutralizará 0,08 mols de NaOH.

Como a solução básica tem 0,12mols de NaOH, esta é a solução em excesso.

Cálculo do excesso de base = 0,12 mol - 0,08 mol = 0,04 mol

Essa quantidade esta dissolvida num volume final, após a mistura, igual a 4 litros.

Concentração final de solução básica = 0,04 mol / 4 litros = 0,01mol/litro = 10-2 mol/litro

Calculamos primeiro o pOH pois uma solução básica fornece a concentração de íons hidróxido (OH1- )

pOH = - log [OH1-] = - log 10-2 = 2

pOH = 2

pH + pOH = 14

pH = 14 - 2 = 12

pH = 12



23) Calcular quantos mililitros de uma solução 0,1 mol/L de ácido sulfúrico são necessários para neutralizar 580 miligramas de hidróxido de magnésio.

     Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido sulfúrico => H2SO4

Hidróxido de magnésio => Mg(OH)
2

Leitura molar: cada mol de ácido sulfúrico pode formar dois mols de cátions hidrogênio e cada mol de hidróxido de magnésio pode liberar dois mol de ânions hidróxido.

Princípio da Equivalência

1 mol de H2SO4 será neutralizado por 1 mols de Mg(OH)2.

     Resolução do exercício

Cálculo da massa molar

H2SO4: (1x2) + (1x32) + (4x16) =98 gramas/mol

Mg(OH)2: (1x12) + (2x1) + (2x16) = 58 gramas/mol

1 mol de H2SO4 neutralizará 1 mol de 
Mg(OH)ou 98 gramas do ácido neutralizará 58 gramas da base, valores iguais a massa molar de cada substância.

Resolução do exercício

Transformando miligramas de base para gramas

1g ....................  1000 mg
Xg ...................   580 mg

X = 0,58 gramas de base

Calculando quantos mols do ácido serão neutralizados por 0,58 gramas da base

1 mol do ácido neutraliza 58 gramas da base
X mols do ácido neutraliza 0,58 gramas da base

X = 0,01 mol do ácido será neutralizado

Cálculo do volume em mililitros que tem 0,01 mol de ácido dissolvidos, sabendo que a concentração do ácido é igual a 0,1 mol por litro ou por 1000 mililitros

1000 mililitros ..................  0,1 mol
X mililitros ......................  0,01 mol

X = 100 mililitros








24) O ácido cítrico (C6H8O7), também conhecido como citrato de hidrogênio, é uma das substâncias químicas mais utilizadas pela indústria alimentícia e de bebidas, uma vez que apresenta propriedades antioxidantes, acidulantes e flavorizantes. Além disso, ele apresenta três hidrogênios ionizáveis. Para se determinar a porcentagem em massa de ácido cítrico em um lote comercial, um químico dissolveu uma amostra de 0,242 g desse lote em água e, em seguida, titulou a solução obtida com uma solução aquosa de hidróxido de sódio 0,100 mol/L, utilizando um indicador apropriado. Sabendo que foram gastos 35,0 mL de base na titulação, a porcentagem, em massa, de ácido cítrico na amostra é, em valores arredondados, de:

     Resumo teórico

Teoria da neutralização: um mol de cátions hidrogênio (H1+) é neutralizado por 1 mol de ânions hidróxido (OH1-).

O ácido descrito tem 3 hidrogênios ionizáveis, logo será neutralizado por 3 íons hidróxido (OH1-).

Princípio da Equivalência

1 mol de C6H8O7 será neutralizado por 3 mols de NaOH.

Porcentagem, em massa, de ácido é igual a massa de ácido dividida pela massa da amostra, multiplicada por 100. 

     Resolução do exercício

Cálculo da quantidade, em mols, de base usada na neutralização.

0,1 mol ................  1.000mL
x mols .................. 35mL

x = 0,0035 mols de base foram usadas para neutralizar 

Pela relação estequiométrica: 1 mol do ácido será neutralizado por 3 mols de base, logo 0,0035 mols de base neutralizará quanto do ácido.

Massa molar do ácido

C6H8O7: (6x12) + (8x1) + (7x16) = 192 gramas/mol

Pela relação estequiométrica: 192 gramas de ácido será neutralizado por 3 mols de NaOH.

192gramas ...................   3 mols
x gramas ......................   0,0035 mols

x = 0,224 gramas do ácido foram neutralizadas.

% = 0,224 / 0,242 = 0,926 x 100 = 92,5%



25) Para se titular 10 mililitros de uma solução de hidróxido de sódio gastaram-se 24 mililitros de ácido sulfúrico que possui 0,245 gramas de ácido sulfúrico para 100 mililitros de solução. Calcular a concentração, em mols por litro  da solução de hidróxido de sódio.

Fórmulas: hidróxido de sódio: NaOH e ácido sulfúrico: H2SO4


     Resumo teórico

Teoria da neutralização: 1 mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza 1 mol de ânions hidróxido (OH1-), logo um mol de H2SO4 neutralizará dois mols de NaOH, para que a quantidade de íons se iguale.

Princípio da Equivalência

1 mol de H2SO4 neutralizara por 2 mols de NaOH.

     Resolução do exercício

Cálculo da quantidade em mols de ácido existente em 24 mililitros, quantidade esta neutralizada pela base.

Massa molar do H2SO4 = (2 .1) + (1 .32) + (4 .16) = 98 gramas/mol

1 mol ...............  98g
x mols ............. 0,245g

x = 0,0025 mols estão presentes em 100 mililitros do ácido, vamos calcular para 24 mililitros.


0,0024 mol ...........  100mL
x mols ...................  24mL

x = 0,0006 mol, esta foi a quantidade neutralizada e agora vamos calcular quanto de base foi usada para neutraliza-la.

Pelo Princípio da equivalência: 2 mols NaOH neutraliza 1mol H2SO4

2mols NaOH ..............  1 mol H2SO4
x mols ....................... 0,0006 mol H2SO4

x = 0,012mol que estão dissolvidos em 10 mililitros.

Cálculo da concentração da base em mol/litro

0,012mol ............... 10 mL
x mol .................... 1.000mL

x = 1,2 mol/litro








 




26) Uma solução de hidróxido de sódio de densidade igual a 1,32g/ml contém 28,8%, em massa, de hidróxido de sódio. Qual o volume, em mililitros, de solução 0,5mol/litro de ácido sulfúrico necessário para neutralizar 1 litro da solução básica?

     Resumo teórico


Cálculo da quantidade, em mols, de hidróxido de sódio dissolvidos em um litro de solução a ser neutralizada.

Leitura percentual: 28,8% significa que em cada 100 gramas de solução temos 28,8 gramas de hidróxido de sódio dissolvidos.

Densidade da solução: 1,32g/mL significa que um mililitro de solução tem massa igual a a 1,32gramas.

Teoria da neutralização: 1mol de cátions hidrogênio neutralizam 1 mol de ânions hidróxido.

     Resolução do exercício


1mL ............... 1,32g
1.000mL ........  x g

x= 1320gramas de solução e 28,8% é de hidróxido de sódio.

1320g ............... 100%
x g ...................  28,8%

x = 380,16 gramas de hidróxido de sódio estão dissolvidos e serão neutralizados.


Princípio da equivalência

2 mols de NaOH neutralizam 1 mol de H2SO4 ou 80 gramas de NaOH neutralizam 1 mol de H2SO4

80g NaOH ................. 1 mol H2SO4
380,16g NaOH ........... x mol H2SO4

x = 4,752 mols de H2SO4

Cálculo do volume, em mililitros, de solução ácida para neutralizar.

Leitura da concentração: 0,5mol/litro, significa que um litro(1.000mL) de solução ácida tem dissolvidos 0,5 mols de H2SO4.

0,5 mols ................. 1.000mL
4,752 mols ............. x mL

x = 9.500 mililitros = 9,5 litros














27) Para dosar a quantidade de ácido láctico, um monoácido, após fermentação de 10 mililitros de leite, foram gastos 18 mililitros de solução 0,1mol/litro de hidróxido de sódio. Pede-se a percentagem, em massa por volume, de ácido láctico no leite.

Massa molar do ácido láctico = 90g/mol

     Resumo teórico


Cálculo da percentagem de ácido láctico no leite.

% = gramas de ácido láctico/mililitros de leite = g ácido láctico/10 mL

Princípio da equivalência: o ácido láctico é um monoácido, significa que 1 mol de ácido apresenta 1 mol de hidrogênios ionizáveis, logo para ser neutralizado precisaremos de 1 mol de hidróxido de sódio, uma monobase (NaOH).

     Resolução do exercício

Cálculo da quantidade, em mols, de hidróxido de sódio gastos na neutralização.

0,1mol .............  1.000mL
x mols .............  18 mL

x = 0,0018 mols de hidróxido de sódio neutralizará 0,0018 mols de ácido láctico.

Cálculo da quantidade, em gramas, de ácido láctico.

1 mol .................. 90 g
0,0018 mol .......... x g

x = 0,162gramas












Cálculo da po
rcentagem (m/v).

% = [0,162g/10mL] x 100

% = 1,62%



28) 80 mililitros de solução 0,05 mol/litro de ácido sulfúrico são misturados com 40 mililitros de solução 0,1 mol/litro do mesmo ácido. Que volume de solução 0,25 mol/litro de hidróxido de sódio é neutralizado por 15 mililitros da solução ácida resultante.

     Resumo teórico

Precisamos saber qual a quantidade, em mols, de cátions hidrogênio tem a mistura das duas soluções ácidas.

Leitura molar 1: 0,05 mol/litro, significa que em 1.000 mililitros de ácido temos 0,05 mols dissolvidos, logo em 80 mililitros teremos?

     Resolução do exercício

1.000 mL ............ 0,05 mol
80 mL ................. x mol

x = 0,004 mol

Leitura molar 2: 0,1 mol/litro, significa que em 1.000 mililitros de ácido temos 0,1 mols dissolvidos, logo em 40 mililitros teremos?

1.000 mL ............ 0,1 mol
40 mL ................. x mol

x = 0,004 mol

Total de mols de ácido sulfúrico é de 0,008 mols em 120 mililitros de solução ácida, precisamos calcular a quantidade em 15 mililitros.

0,008 mol ................ 120 mL
x mol ....................... 15 mL

x = 0,001 mol

Princípio da neutralização: a quantidade de cátions hidrogênio deve ser igual a quantidade de ânions hidróxido.

1 mol de H2SOneutralizará 2 mols de NaOH, logo 0,001 mol de ácido neutralizará 0,002 mols de base.

Cálculo do volume da base que contém dissolvidos 0,002 mol de hidróxido de sódio.

Leitura molar da base: 0,25 mol/litro significa que em 1.000 mililitros de solução básica tem 0,25 mol de hidróxido de sódio(NaOH) dissolvidos e esta quantidade é a mesma de ânions hidróxido.

0,25 mol ................... 1.000mL
0,002 mol .................. x mL

x = 8 mililitros















29) Na titulação de 20 mililitros de uma solução de ácido ortofosfórico, um triácido, em presença da solução alcoólica de fenolftaleína, foram gastos 28 mililitros de solução de hidróxido de sódio de concentração 0,1 mol/litro. Calcular a concentração, em mols/litro, da solução ácida.

     Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido(OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

1 mol do ácido, um triácido, neutralizará 3 mols da base, uma monobase.

Cálculo da quantidade de NaOH.

Leitura da concentração da solução básica: 0,1 mol/litro significa que em cada litro dessa solução temos 0,1 mol de NaOH dissolvido, vamos calcular para o volume solicitado no teste.

     Resolução do exercício

0,1 mol.................  1.000mL
x mol ...................  28 mL

x = 0,0028 mol de NaOH

Cálculo da quantidade, em mols, de ácido presente em 20 mililitros da solução.

1 mol ácido .............  3 mols da base
x mol de ácido ......... 0,0028mol

x = 0,0009 mol que estão dissolvidos em 20 mililitros.

Cálculo da concentração da solução ácida, em mols/litro ou por 1.000 mililitros.

0,0009 mol ................ 20 mL
x mol ........................ 1.000mL

x = 0,047mol dissolvidos em 1.000 mL ou 1 litro de solução.

Concentração da solução ácida = 0,047 mol/litro

















30) 600 mililitros de uma solução de ácido sulfúrico contém 14,7 gramas de ácido puro. Na titulação de 24,2 mililitros de solução de hidróxido de sódio foram gastos exatamente 19,4 mililitros da solução ácida. Calcular a concentração, em mols/litro, da solução alcalina.

     Resumo teórico

Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) gerados pelo ácido em solução aquosa neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-) gerados pela base em solução aquosa, logo a proporção deve ser de 1:1.


Fórmulas: 2 NaOH e 1 H2SO4

Princípio da Equivalência: 2 mols de NaOH, que geram 2 mols de OH1-, neutralizam 1 mol de H2SO4, que geram 2 mols de H1+.

     Resolução do exercício

Cálculo da quantidade, em mols, de ácido existente na solução neutralizada.

14,7 g .............. 600mL
x g .................. 19,4mL

x = 0,47 gramas

Massa molar do ácido (H2SO4) = (2 .1) + (1 .32) + (4 .16) = 98 gramas

1 mol ............ 98 g
x mols .......... 0,47g

x = 0,0048 mol é a quantidade de ácido que será neutralizada pela solução alcalina.

Pelo princípio da equivalência temos:

2 mol NaOH ................ 1 mol H2SO4
x mol NaOH ................ 0,0048 mol H2SO4

x = 0,0096 mol de NaOH que esta dissolvido em 24,4 mililitros de solução básica.

Cálculo da concentração, em mols/litro, da solução básica.

0,0096 mol ............. 24,2 mL
x mol ..................... 1.000mL

x = 0,40 mol está dissolvido em 1.000 mililitros ou 1 litro.

Concentração da solução básica = 0,4 mol/litro














31)
 Para se determinar o conteúdo de ácido acetilsalícilico (C
9H8O4) num comprimido analgésico, isento de outras substâncias ácidas, 1 grama do comprimido foi dissolvido numa mistura de etanol e água. Essa solução consumiu 20 mililitros de solução aquosa de hidróxido de sódio, de concentração 0,10mol/litro, para reação completa. Ocorreu a seguinte transformação química:


        C9H8O4(aq)  + NaOH(aq) => NaC9H7O4(aq)  +  H2O(l)


Logo, a porcentagem , em massa, de ácido acetilsalícilico no comprimido é de, aproximadamente,

Dado : massa molar do ácido = 180g/mol)

     Resumo teórico


Para calcular a porcentagem de ácido no comprimido precisamos calcular a massa, em gramas, de ácido que foi neutralizada.


Observem na reação que inicialmente o ácido tinha 8 hidrogênios e o produto formado apresenta 7 hidrogênios, ou seja um foi ionizado para depois formar a água.


Conclusão: 1 mol de ácido (180gramas) forma 1 mol de cátions hidrogênio (H1+) e 1 mol de base (NaOH) forma 1 mol de ânions hidróxido (OH1-).
Cálculo da quantidade, em mols, usada para neutralizar o ácido.


Leitura molar: 0,10 mol/litro, significa que em 1 litro(1.000 mL) de solução temos 0,10 mols de NaOH dissolvidos.

     Resolução do exercício

1.000mL ..............  0,10 mol

20 mL .................. x

x = 0,002 mol


Cálculo da massa, em gramas, de ácido que foi neutralizado.

1 NaOH .............. 1 ácido


1 mol .................  180 g

0,002 mol ..........  x g

x = 0,36 gramas de ácido tem no comprimido.


Cálculo da porcentagem (%) de ácido no comprimido.


1 grama ................  100%

0,036 gramas ........  x %

x = 36%















32) O rótulo de uma garrafa de vinagre indica que a concentração de ácido acético ( CH3COOH) é 42 gramas por litro.
A fim de verificar se a concentração da solução ácida corresponde à indicada no rótulo, 10 mililitros da mesma solução foram titulados com hidróxido de sódio 0,1 mol por litro, gastando 25 mililitros da base para a neutralização.
Verificar se a concentração indicada no rótulo é verdadeira ou não.

Resumo teórico


Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.

Ácido acético => CH3COOH, um monoácido orgânico, ou seja, cada mol deste ácido pode gerar até 1 mol de cátions hidrogênio (H1+).


Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido ácético pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base para ter a mesma quantidade de cátions hidrogênio e ânions hidróxido será:

1 mol de
 CH3
COOH neutralizará 1 mols de NaOH.


Cálculo da quantidade de base, em mols, que foi usada na neutralização da solução ácida.

Leitura molar da base: 0,1mol/L significa que cada litro (1.000mL) de solução tem dissolvidos 0,1 mol de NaOH.

Resolução do exercício

0,1 mol NaOH ..............  1.000 mL
x mol de NaOH ............  25 mL

x = 0,0025 mol de NaOH neutraliza 0,025 mol de ácido ( CH3COOH)

Cálculo da massa de ácido acético neutralizada.

1 mol  CH3COOH ......................... 60 gramas
0,0025 mol  CH3COOH ................. x gramas

x = 0,15gramas que estará dissolvido em 10 militros.

Cálculo da concentração do ácido acético no vinagre, em gramas por litro.

0,15 g ..............  10mL
x g ...................  1.000mL

x = 15 gramas /litro, logo a concentração indicada no rótulo(42g/L) esta errada.














33) Dissolveram-se 8 gramas de hidróxido de sódio em uma quantidade de água suficiente para preparar 200 mililitros de solução. Indique o volume da solução, em mililitros, assim preparada que será necessário para neutralizar 50 mililitros de uma solução de ácido nítrico 0,1 mol/litro.

Resumo teórico


Princípio da neutralização entre ácidos e bases: um mol de cátions hidrogênio (H1+) neutraliza um mol de ânions hidróxido (OH1-), logo a proporção deve ser de 1:1.


Ácido nítrico => HNO3


Hidróxido de sódio => NaOH

Leitura molar: cada mol de ácido nítrico pode formar um mol de cátions hidrogênio, enquanto cada mol de hidróxido de sódio pode liberar um mol de ânions hidróxido.

A proporção entre o ácido e a base para ter a mesma quantidade de cátions hidrogênio e ânions hidróxido será:


1 mol de HNO3 neutralizará 1 mol de NaOH ou 63 gramas de  HNO3  neutralizará 40 gramas de NaOH.

Resolução do exercício

Cálculo da quantidade, em mols, de HNO3 usada na neutralização da solução básica.

Leitura molar do ácido: 0,1 mol/litro significa que em um litro de solução ácida (1.000 mL) teremos 0,1 mol de HNOdissolvidos.

0,1 mol ...............  1.000 mL
x mol ..................  50 mL

x = 0,005 mol

Cálculo da massa de base neutralizada pela solução ácida.

40 g NaOH  ...................  1 mol HNO3
x g NaOH ......................  0,005 mol HNO3

x = 0,2 gramas de NaOH

Cálculo do volume de solução básica para neutralizar a solução ácida.

8 g ............... 200 mL
0,2 g ............ x

x = 5 mililitros
















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?

Resumo teórico


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.

Resolução do exercício

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%.





























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



















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.

     Resumo teórico

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+).

     Resolução do exercício

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.















37) Um vinho contém 8% de álcool(v/v). Sofre uma fermentação acética. Pede-se a quantidade, em mililitros, de solução básica de hidróxido de sódio 2,4 mol/litro necessária para neutralizar o ácido formado em 300 mililitros desse vinho. Densidade do álcool é 0,79 gramas/mililitros.

     Resumo teórico


Fermentação acética: 1 mol de álcool etílico se transformará em 1 mol de ácido acético.

Como o ácido será neutralizado precisamos calcular a quantidade de ácido produzida na fermentação acética.

     Resolução do exercício

Cálculo da massa de álcool no vinho.

Leitura percentual: 8%(v/v) significa que em 100 mililitros de vinho temos 8 mililitros de álcool.

0,79 gramas ............... 1 mL
x gramas .................... 8 mL  

x = 6,32 gramas de álcool tem no vinho.

Cálculo da quantidade, em mols, de álcool no vinho.

Fórmula do álcool etílico: CHCHOH

Massa molar: (2 .12) + (6 .1) + (2 .16) = 46 gramas por mol

1 mol .............. 46 gramas
x mols ............ 6,32 gramas

x = 0,137 mols de álcool tem em 100 mililitros de vinho, precisamos calcular para 300 mililitros.

0,137mol ................ 100mL
x mol ..................... 300mL

x = 0,411 mols de álcool.

E pela definição de fermentação acética formará 0,411 mols de ácido que será neutralizado pela solução básica.

Principio da equivalência: 1 mol de cátions hidrogênio neutralizam 1 mol de ânions hidróxido.

1 mol de NaOH pode gerar 1 mol de ânions hidróxido, logo 2,4 mols geram 2,4 mols de ânions hidróxido.

    Os ácidos carboxílicos apresentam um hidrogênio ionizável por molécula, logo 0,411 mols podem se ionizar em 0,411 mols de cátions hidrogênio.

         Precisaremos de um volume de solução básica que contenha 0,411 mols de NaOH dissolvidos para neutralizar os 0,411 mols de ácido acético.

    Leitura da concentração da solução básica: 2,4 mol/litro significa que cada litro (1.000mL) de solução básica tem 2,4 mols de hidróxido de sódio dissolvidos.

1.000mL ............... 2,4mols
x mL ..................... 0,411mols

x = 171,72 mililitros de solução básica serão necessários para neutraliza todo o ácido formado no vinho.
























38) Recolheu-se uma amostra do manancial de água disponível para abastecer uma cidade e após análise verificou-se que apresentava pH=5,0. Após o tratamento de 1 milhão de litros dessa água pela estação de tratamento de água da cidade apresentou pH = 7,0.
   Qual foi a quantidade de cal hidratada, em quilogramas, adicionada no processo para diminuir a acidez da água disponível?

     Resumo teórico


Leitura dos potenciais Hidrogeniônico s(pH).

pH = - log [H+1] e sua função inversa é [H+1] = [10-pH ] mol/L, logo:

     Resolução do exercício

Cálculo da quantidade de cátions hidrogênio (H1+) neutralizados em 1 milhão de litros de água.

Com pH = 5,0 a concentração de cátions hidrogênio(H1+) = 1.10-5 mol/L ou 0,00001 mol/L: significa que em 1 litro de água temos 0,00001 mol de cátions hidrogênio(H1+) dissolvidos.

0,00001mol ................... 1L
x mols .......................... 1.000.000L

x = 10 mol de cátions hidrogênio.

Com pH = 7,0 a concentração de cátions hidrogênio(H1+) = 1.10-7 mol/L
ou 0,0000001 mol/L: significa que em 1 litro de água temos 0,0000001 mol de cátions hidrogênio(H1+) dissolvidos.

0,0000001mol ................... 1L
x mols .......................... 1.000.000L

x = 0,1 mol de cátions hidrogênio.

Quantidade neutralizada = 10 - 0,1 = 9,9 mols, é a quantidade em mols de cátions hidrogênio(H1+) que foi neutralizada e precisará da mesma quantidade de ânions hidróxido (OH1-) para ser totalmente neutralizada.

Cálculo da quantidade de cal hidratada[Ca(OH)2] para a neutralização.

Massa molar de Ca(OH)2 = (1. 40) + (2. 17) = 74 gramas/ mol

1 mol .................  74 gramas
9,9 mols .............  x gramas

x = 732,6 gramas = 7,326 quilogramas



39) A fórmula mínima do ácido capróico, monoprótico, é C3H6O. Uma amostra de 0,100g do ácido foi completamente neutralizada por 17,2mL de solução de hidróxido de sódio 0,05mol/L. Calcule a fórmula molecular do ácido.

     Resumo teórico

Para calcular a fórmula molecular do ácido capróico precisamos saber qual sua
massa molar.

Relação de equivalência

1 mol de ácido capróico, monoprótico (pode gerar 1 mol de H1+), neutraliza 1 mol de NaOH(tem 1 mol de OH1-).

Cálculo da quantidade de ânions hidróxido(OH1-) usada na neutralização.

Leitura molar do NaOH: 0,05mol/litro significa que em 1 litro(1.000mL)
teremos dissolvidos 0,05 mol de NaOH ou de ânions hidróxido (OH1-).


Igualdade válida por que a base apresenta apenas um ânion hidróxido na sua constituição.

     Resolução do exercício

0,05 mol ............... 1.000 mL
x mols .................. 17,2 mL

x = 0,00086 mol de ânions hidróxido (OH1-) neutraliza a mesma quantidade de
cátions hidrogênio (H1+)

     Essa quantidade, em mols, neutralizada corresponde a 0,100 gramas do ácido
caproico, monoprótico.

     Vamos calcular a massa correspondente a 1 mol do ácido que será sua massa
molar.

0,100 gramas ................ 0,00086 mol
x gramas ....................... 1 mol

x = 116 gramas é a massa molar do ácido caproico.

Cálculo da fórmula molecular.

Massa da fórmula mínima: C3H6O

Massa = (3 .12) + (6. 1) + (1. 16) = 58 gramas

A fórmula molecular é calculada dividindo sua massa molar pela massa da
fórmula mínima.

116 / 58 = 2, ou seja a fórmula molecular tem 2 vezes mais elementos.

Fórmula molecular = C6H12O2



40) 
100 mililitros de uma solução aquosa de hidróxido de cério III de concentração desconhecida foram neutralizados com uma solução aquosa de concentração 1 mol/L de ácido sulfúrico. O volume de ácido gasto na titulação foi de 50 mililitros. Qual a concentração da solução básica em mol/L.


     Resumo teórico

Princípio da equivalência na neutralização: 1 mol de cátions hidrogênio (H1+)    são neutralizados por 1 mol de ânions hidróxido(OH1-).

Cr(OH)3 pode ser dissociado na água em 3 mols de ânions hidróxido (OH1-).

H2SO4 pode gerar em solução aquosa 2 mols de cátions hidrogênio (H1+).

Para que as quantidades de cátions hidrogênio (H1+) e ânions hidróxido (OH1-) na solução fiquem iguais deveremos multiplicar por 2 a concentração da base e por 3 a concentração do ácido.

Relação de equivalência

2 mols de Cr(OH)3 neutralizará 3 mols de H2SO4

Leitura molar: 2 mols de hidróxido de cromo III neutralizam completamente 3 mols de ácido sulfúrico.

Cálculo da quantidade de mols que a solução ácida vai neutralizar.

Leitura da concentração ácida: 1 mol/L significa que 1 litro (1.000mL) da solução tem 1 mol de ácido sulfúrico dissolvido.

     Resolução do exercício

1.000 mL ................ 1 mol
50 mL ..................... x mols

x = 0,05 mol de ácido foi usado na neutralização

Cálculo da quantidade, em mols, de base neutralizada.

2 mols de Cr(OH)3 .................... 3 mols de H2SO4
x mol de Cr(OH)3 ...................... 0,05 mol de H2SO4

x = 0,033 mols de base foi neutralizada e esta quantidade esta dissolvida em 100 mL da solução básica.

Cálculo da concentração da solução básica, em mol/litro

0,033 mol .............. 100 mL
x mols .................. 1.000 mL

x = 0,33 mol

Concentração da solução básica é igual a 0,33 mol/litro


















 






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