Um Analista está planejando a análise do teor de carbonato de sódio (Na2 CO3) em amostras de Barrilha. Auxilie no planejamento respondendo as seguintes perguntas:
b) Para a padronização da solução de H2 SO4 a 0,05 mol. L^-1 o analista encontrou o procedimento: Pesar ao 0,1 mg uma massa de bórax padrão primário (Na2 B4 O7, 10 H2 O) calculada previamente, transferir quantitativamente para um Erienmeyer, adicionar 50 mL de água e homogeneizar. Em seguida, titule contra a solução de ácido sulfúrico a ser padronizada até a virada do indicador alaranjado de metila
Sabendo que a titulação deve ser planejada para consumir 25,00 mL (metade do volume de uma bureta de 50,00 mL ), calcule a massa a ser pesada de bórax.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício trata da padronização de uma solução de ácido sulfúrico ( H2 SO4) usando bórax ( Na2 B4 O7, 10 H2 O) como padrão primário. Nosso objetivo é calcular a massa de bórax que precisamos pesar para que, ao titular com 25,00 mL da solução de ácido, consigamos a neutralização desejada. Vamos precisar usar conceitos de estequiometria e cálculos molares para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a reação química entre o bórax e o ácido sulfúrico. O bórax, que contém íons B4O7^2-, reage com o ácido sulfúrico H2SO4 para formar ácido bórico ( H3BO3) e sulfato de sódio ( Na2SO4). A equação balanceada dessa reação é:
Na2B4O7, 10 H2O + 2 H2SO4 4 H3BO3 + Na2SO4 + 5 H2O
Isso nos mostra que 1 mol de bórax reage com 2 mols de ácido sulfúrico.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de ácido sulfúrico serão utilizados na titulação. Sabemos que:
Molaridade (M) = Quantidade de mols (n)Volume (L)
Rearranjando a fórmula para encontrar os mols:
n = M times V
Dado que a solução de ácido sulfúrico tem concentração de 0,05 mol/L e o volume utilizado é 25,00 mL (que é 0,025 L):
nH2SO4 = 0,05, mol/L times 0,025, L = 0,00125, mol

Passo 4

Sabendo que a relação estequiométrica entre bórax e ácido sulfúrico é de 1:2, podemos encontrar a quantidade de mols de bórax necessária para reagir com 0,00125 mol de ácido sulfúrico.
nNa2B4O7 = nH2SO42 = 0,00125, mol2 = 0,000625, mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa de bórax correspondente a 0,000625 mol. Precisamos conhecer a massa molar do bórax ( Na2B4O7, 10 H2O).
Calculando a massa molar:
  • Sódio (Na): 22,99 g/mol × 2 = 45,98 g/mol
  • Boro (B): 10,81 g/mol × 4 = 43,24 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol × (7 + 10) = 16,00 × 17 = 272,00 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,01 g/mol × (2 × 10) = 20,20 g/mol
Total:
45,98 + 43,24 + 272,00 + 20,20 = 381,42, g/mol

Passo 6

Com a massa molar do bórax sendo 381,42 g/mol, a massa necessária para 0,000625 mol é:
Massa = n times Massa molar = 0,000625, mol times 381,42, g/mol = 0,238, g

Resposta

A massa de bórax que deve ser pesada é de aproximadamente 0,238 gramas.

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