Questão 727c8c77-b0
Prova:CEDERJ 2019, CEDERJ 2019
Disciplina:Química
Assunto:Soluções: características, tipos de concentração, diluição, mistura, titulação e soluções coloidais., Soluções e Substâncias Inorgânicas
Uma mistura entre Na2CO3 + NaHCO3 e materiais
inertes foi analisada da seguinte maneira:
(i) Uma amostra de massa 0.3 g foi dissolvida em água e
titulada com solução padrão de HCl 0.1 M.
(ii) Até que o ponto final da titulação fosse marcado pela
fenolftaleína, foram consumidos 9.0 mL do volume
do titulante (HCl).
(iii) O indicador metilorange foi adicionado. Com as duas
titulações, até o ponto final marcado pela mudança de
cor do indicador metilorange, foram consumidos 30 mL
do volume do titulante.
Respectivamente, os percentuais de carbonato e de bicarbonato na amostra original são de:
Uma mistura entre Na2CO3 + NaHCO3 e materiais
inertes foi analisada da seguinte maneira:
(i) Uma amostra de massa 0.3 g foi dissolvida em água e
titulada com solução padrão de HCl 0.1 M.
(ii) Até que o ponto final da titulação fosse marcado pela
fenolftaleína, foram consumidos 9.0 mL do volume
do titulante (HCl).
(iii) O indicador metilorange foi adicionado. Com as duas
titulações, até o ponto final marcado pela mudança de
cor do indicador metilorange, foram consumidos 30 mL
do volume do titulante.
Respectivamente, os percentuais de carbonato e de bicarbonato na amostra original são de:
A
16.4 e 58.8
B
25.0 e 75.0
C
31.8 e 58.8
D
50.0 e 50.0
Gabarito comentado
Talita Goulart Graduação e Mestrado em Engenharia Química pela UFRRJ, Doutoranda em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ, Professora de Química.
Esta questão envolve conceitos relacionados à titulometria. Na análise citada no enunciado, os percentuais dos sais Na2CO3 e NaHCO3 em uma amostra contendo impurezas foram determinados por meio de uma titulação com HCl. Na titulação, o ponto final é o momento em que o indicador ácido-base utilizado muda de cor. Com base no exposto, observemos os dados e a resolução da questão:
Dados:Massa da amostra = 0,3 g;
M (HCl) = 0,1 mol/L;
V (HCl) consumido na titulação com fenolftaleína = 9,0 mL = 0,009 L;
V (HCl) consumido na titulação com metilorange = 30,0 mL - 9,0 mL = 21,0 mL = 0,021 L.
Resolução:
1) A faixa de viragem da fenolftaleína ocorre em pH básico. O Na2CO3 é um sal proveniente de base forte e ácido fraco, e, por isso, seu pH é básico. Portanto, na presença de fenolftaleína, apenas os íons CO32- são titulados pelo HCl, de acordo com a reação abaixo:
Na2CO3 + HCl → NaCl + NaHCO3Conforme mostra a reação, 1 mol de HCl reage com 1 mol de Na2CO3. Dessa forma, na neutralização, o número de mols (n) desses compostos é igual:
n (HCl) = n (Na2CO3)Como número de mols pode ser definido como concentração molar (M) vezes o volume da solução (V), é possível substituir essa expressão na equação acima, obtendo a seguinte equação:
M (HCl) ∙ V (HCl) = n (Na2CO3) Substituindo os dados na equação encontramos o número de mols de Na2CO3 e, consequentemente, sua massa (m), utilizando a massa molar desse composto (MM):
MM (Na2CO3) = 2 ∙ 23 + 12 + 3 ∙ 16 = 106 g/mol
n (Na2CO3) = m (Na2CO3)/MM (Na2CO3) ∴ m (Na2CO3) = 0,0009 ∙ 106 = 0,0954 g
A partir da massa é possível saber a porcentagem, considerando a massa total da amostra como 100%:
0,3 g corresponde a 100%0,0954 g -------------- X
X = 0,0954 ∙ 100/0,3 = 31,8% de Na2CO3
2) A faixa de viragem do metilorange ocorre em pH ácido. Dessa forma, na presença do metilorange, os íons HCO3- são titulados pelo HCl, como mostra a reação a seguir:
NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2ODe acordo com a reação, 1 mol de HCl reage com 1 mol de NaHCO3. Portanto, a resolução é semelhante à mostrada acima para o Na2CO3:
n (HCl) = n (NaHCO3) M (HCl) ∙ V (HCl) = n (NaHCO3) ∴ 0,1 ∙ 0,021 = n (NaHCO3) ∴ n (NaHCO3) = 0,0021 mols
MM (NaHCO3) = 23 + 1 + 12+ 3 ∙ 16 = 84 g/mol
n (NaHCO3) = m (NaHCO3)/MM (NaHCO3) ∴ m (NaHCO3) = 0,0021 ∙ 84 = 0,1764 g de NaHCO3
0,3 g corresponde a 100%
0,1764 g -------------- Y
Y = 0,1764 ∙ 100/0,3 = 58,8% de NaHCO3
Gabarito do Professor: Letra C.
