Um aminoácido isolado a partir de um pedaço de tecido animal foi dado como sendo a glicina, NH2 CH2 CO2 H. Uma amostra de 0,0500 g foi tratada de tal forma que todo o nitrogênio ali contido foi convertido em amônia. Esse NH3 foi adicionado a 50,0 cm^3 de uma solução de HCl 0,05000 M, neutralizando parte do ácido.

NH3+HCl NH4 Cl

O ácido restante na solução foi titulado com uma solução 0,06000 M de NaOH , tendo sido requeridos 30.57 cm^3 da base para a neutralização.
Quantos gramas de nitrogênio existiam nos 0,0500 g da amostra?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O problema envolve determinar quantos gramas de nitrogênio existem em uma amostra de glicina ( NH2 CH2 CO2 H) de 0,0500 g. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, neutralização de ácidos e bases, e cálculos de mols. Precisamos entender como o nitrogênio na glicina foi convertido em amônia ( NH3) e como essa amônia interage com o ácido clorídrico ( HCl) e o hidróxido de sódio ( NaOH).

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quantos mols de NaOH foram usados na titulação. A fórmula para calcular os mols é:
Mols = Concentração times Volume çã
Aqui, a concentração da solução de NaOH é 0,06000 M e o volume usado foi 30,57 cm^3, que precisa ser convertido para litros:
30,57 cm^3 times 1 L1000 cm^3 = 0,03057 L
Então:
Mols de NaOH = 0,06000 M times 0,03057 L = 0,0018342 mol

Passo 3

A reação de neutralização entre NaOH e o HCl restante é:
NaOH + HCl NaCl + H2O
Isso significa que cada mol de NaOH neutraliza um mol de HCl. Portanto, os mols de HCl que sobraram são iguais aos mols de NaOH usados:
Mols de HCl restante = 0,0018342 mol

Passo 4

Sabemos que inicialmente tínhamos 50,0 cm^3 de HCl com concentração 0,05000 M. Vamos calcular quantos mols de HCl estavam inicialmente:
50,0 cm^3 times 1 L1000 cm^3 = 0,0500 L
Então:
Mols iniciais de HCl = 0,05000 M times 0,0500 L = 0,002500 mol

Passo 5

Os mols de HCl que foram neutralizados pela amônia NH3 adicionada são a diferença entre os mols iniciais e os mols restantes:
Mols de HCl neutralizados = 0,002500 mol - 0,0018342 mol = 0,0006658 mol

Passo 6

A reação entre NH3 e HCl é:
NH3 + HCl NH4 Cl
Isso significa que cada mol de NH3 reage com um mol de HCl. Logo, os mols de NH3 adicionados são iguais aos mols de HCl neutralizados:
Mols de NH3 = 0,0006658 mol

Passo 7

Sabemos que toda a massa de nitrogênio na glicina foi convertida em NH3. Vamos calcular os mols de NH3:
A massa molar do NH3 é:
N + 3 times H = 14,01 g/mol + 3 times 1,008 g/mol = 17,034 g/mol
Agora, calculamos a massa de NH3:
Massa de NH3 = Mols times Massa molar = 0,0006658 mol times 17,034 g/mol = 0,01134 g

Passo 8

Cada molécula de NH3 contém um átomo de nitrogênio. Portanto, a massa de nitrogênio na amostra é igual à massa de nitrogênio presente na massa de NH3.
A massa molar do nitrogênio ( N) é 14,01 g/mol. Vamos calcular a massa de nitrogênio:
Massa de N = Mols de NH3 times Massa molar de N = 0,0006658 mol times 14,01 g/mol = 0,00934 g

Resposta

A amostra de 0,0500 g de glicina continha aproximadamente 0,00934 g de nitrogênio.

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