Uma amostra contento 0,2 g de ureia foi analisada pelo método Kjeldahl. A amônia foi coletada em 50 mL^ de 0,05 mol L^-1 de H2 SO4 e o excesso de ácido foi titulado com 0,05 mol L^- ^1 de NaOH e requereu 3,4 mL. Calcule a porcentagem de ureia na amostra?
2 NH3+H2 SO4 (NH4)2 SO2 H2 SO4+2 NaOH Na2 SO4+H2 O

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre determinar a porcentagem de ureia em uma amostra usando o método de Kjeldahl. Esse método é utilizado na química para analisar a quantidade de nitrogênio em compostos orgânicos, o que nos ajuda a achar a quantidade de ureia. Para resolver isso, vamos precisar entender as reações químicas envolvidas, calcular as mols de ácido sulfúrico que reagiram com a amônia liberada e, finalmente, determinar a quantidade de ureia na amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantas mols de NaOH foram usadas na titulação do excesso de H2SO4. Sabemos que a reação entre H2SO4 e NaOH é:
H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O
A concentração de NaOH é 0,05 , mol/L e o volume usado foi 3,4 , mL.
Primeiro, convertemos o volume para litros:
3,4 , mL = 0,0034 , L
Agora, calculamos as mols de NaOH:
n(NaOH) = C times V = 0,05 , mol/L times 0,0034 , L = 0,00017 , mol

Passo 3

Segundo, usamos a estequiometria da reação para encontrar as mols de H2SO4 que reagiram com a NaOH. Pela equação, 1 mol de H2SO4 reage com 2 mols de NaOH.
Então:
n(H2SO4) = n(NaOH)2 = 0,00017 , mol2 = 0,000085 , mol

Passo 4

Agora, sabemos que inicialmente usaram 50 , mL de H2SO4 a 0,05 , mol/L. Vamos calcular as mols totais de H2SO4 usadas:
V = 50 , mL = 0,05 , L
Das 0,0025 mol de n(H2SO4 = C times V = 0,05 , mol/L times 0,05 , L = 0,0025 , mol usadas, 0,000085 mol reagiram com a H2SO4, ou seja, o restante reagiu com a amônia liberada pela ureia.
NaOH

Passo 5

Agora, pela primeira equação da reação:
2 NH3 + H2SO4 (NH4)2SO4
Vemos que 1 mol de H2SO4 reage com 2 mols de NH3. Então, as mols de NH3 são:
n(NH3) = 2 times n(H2SO4) = 2 times 0,002415 , mol = 0,00483 , mol
A ureia ( CO(NH2)2) libera 2 mols de NH3 quando hidrolisada. Então, as mols de ureia são:
n(ureia) = n(NH3)2 = 0,00483 , mol2 = 0,002415 , mol
Agora, vamos calcular a massa da ureia:
A massa molar da ureia é:
C = 12 , g/mol, , O = 16 , g/mol, , N = 14 , g/mol, , H = 1 , g/mol
Massa molar da ureia = 12 + 16 + (2 times 14) + (4 times 1) = 60 , g/mol
Então:
Massa de ureia = n times massa molar = 0,002415 , mol times 60 , g/mol = 0,1449 , g

Resposta

A porcentagem de ureia na amostra é de aproximadamente 72,45,%.

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