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.
Qual foi a porcentagem de nitrogênio na amostra? Como comparar essa percentagem com a porcentagem de nitrogênio calculada para a glicina?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma amostra de glicina, que é um aminoácido, e queremos descobrir qual a porcentagem de nitrogênio presente nessa amostra. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base e cálculos estequiométricos. Precisamos entender como o nitrogênio na glicina foi transformado em amônia (NH₃), como essa amônia reagiu com o HCl e depois como calculamos a quantidade de HCl que sobrou usando a titulação com NaOH.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quantos mols de HCl estavam inicialmente na solução. Sabemos que a concentração do HCl é de 0,05000 M e o volume é de 50,0 cm³. A fórmula para molaridade é:
Mols = Molaridade times Volume (L)
Convertendo o volume para litros:
50,0 , cm^3 = 0,0500 , L
Então:
Mols de HCl = 0,05000 , M times 0,0500 , L = 0,002500 , mol

Passo 3

Agora, a amônia (NH₃) gerada a partir do nitrogênio da glicina foi adicionada ao HCl, reagindo segundo a equação:
NH3 + HCl NH4Cl
Cada mol de NH₃ neutraliza 1 mol de HCl. Vamos chamar de $ n_{\mathrm{NH}_3} $ os mols de NH₃ adicionados.

Passo 4

Após a reação, a quantidade de HCl restante foi titulada com NaOH. Sabemos que foram usados 30,57 cm³ de NaOH 0,06000 M. Primeiro, vamos calcular os mols de NaOH usados:
30,57 , cm^3 = 0,03057 , L
Mols de NaOH = 0,06000 , M times 0,03057 , L = 0,001835 , mol
Essa quantidade de NaOH neutraliza os mols de HCl que sobraram:
nHCl restante = 0,001835 , mol

Passo 5

Sabemos que o HCl inicial era 0,002500 mol. A quantidade que reagiu com o NH₃ é:
nHCl reagido com NH3 = nHCl inicial - nHCl restante = 0,002500 , mol - 0,001835 , mol = 0,000665 , mol
Então, a quantidade de NH₃ adicionada foi igual a 0,000665 mol.

Passo 6

Cada mol de NH₃ vem de um mol de nitrogênio na glicina. Portanto, os mols de nitrogênio na amostra são 0,000665 mol.

Passo 7

Agora, vamos calcular a massa de nitrogênio na amostra. Sabemos que a massa molar do nitrogênio (N) é 14,01 g/mol.
Massa de N = 0,000665 , mol times 14,01 , g/mol = 0,00931 , g

Passo 8

A massa total da amostra é 0,0500 g. Então, a porcentagem de nitrogênio na amostra é:
% , de N = ( 0,00931 , g0,0500 , g ) times 100% = 18,62%

Passo 9

Agora, vamos comparar essa porcentagem com a porcentagem de nitrogênio na glicina pura. A fórmula da glicina é NH2CH2COOH. Calculando a massa molar da glicina:
  • N: 14,01 g/mol
  • H: 5 átomos = 5 × 1,01 = 5,05 g/mol
  • C: 2 átomos = 2 × 12,01 = 24,02 g/mol
  • O: 2 átomos = 2 × 16,00 = 32,00 g/mol
Massa molar da glicina = 14,01 + 5,05 + 24,02 + 32,00 = 75,08 , g/mol
A porcentagem de N na glicina é:
% , de N = ( 14,01 , g/mol75,08 , g/mol ) times 100% approx 18,66%

Resposta

A porcentagem de nitrogênio na amostra é de 18,62%, o que está praticamente igual à porcentagem de nitrogênio na glicina pura, que é aproximadamente 18,66%.

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