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:
c) Para análise, uma massa de amostra deve ser pesada, dissolvida e avolumada para 250,00 mL. Em seguida, aliquotas de 25,00 mL da solução de amostra devem ser tituladas contra a solução padrão de H2 SO4 a 0,05 mol L^-1. O analista espera que a amostra contenha cerca de 75 % de Na2 CO3 e planeja consumir em torno de 25 mL de titulante (metade do volume de uma bureta de 50,00 mL ). Calcule a massa de amostra que deve ser pesada visando um planejamento adequado da análise.

Passo 1

Vamos resumir o problema: precisamos calcular a massa da amostra de Barrilha que contém aproximadamente 75% de carbonato de sódio ( Na2CO3). Para isso, usaremos conceitos de estequiometria e titulação, que fazem parte da Química Analítica. Vamos precisar entender a reação de titulação entre Na2CO3 e H2SO4, além de utilizar fórmulas para calcular molaridade e massa molar.

Passo 2

Primeiro, identificamos a reação química entre o carbonato de sódio e o ácido sulfúrico:
Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2
Essa equação balanceada mostra que 1 mol de Na2CO3 reage com 1 mol de H2SO4.

Passo 3

Sabemos que a solução padrão de H2SO4 tem concentração de 0,05, mol, L^-1 e que o volume consumido na titulação é de 25,00, mL. Vamos converter esse volume para litros:
VH2SO4 = 25,00, mL = 0,025, L

Passo 4

Calculamos a quantidade de mols de H2SO4 utilizados na titulação:
nH2SO4 = C times V = 0,05, mol, L^-1 times 0,025, L = 0,00125, mol
Como a relação é de 1:1, também temos 0,00125, mol de Na2CO3 na amostra de 25,00, mL.

Passo 5

Agora, sabemos que essa quantidade de mols está presente em 25,00, mL da solução final, que foi ajustada para 250,00, mL. Para encontrar a quantidade total de mols na solução total, multiplicamos pelos fatores de diluição:
nNa2CO3, total = 0,00125, mol times (250,00, mL25,00, mL) = 0,00125, mol times 10 = 0,0125, mol

Passo 6

Em seguida, calculamos a massa de Na2CO3 correspondente a esses mols. Primeiro, encontramos a massa molar de Na2CO3:
MNa2CO3 = 2 times 23, g, mol^-1 + 12, g, mol^-1 + 3 times 16, g, mol^-1 = 106, g, mol^-1
Então, a massa de Na2CO3 é:
mNa2CO3 = n times M = 0,0125, mol times 106, g, mol^-1 = 1,325, g

Passo 7

Como a amostra de Barrilha contém 75% de Na2CO3, podemos determinar a massa total da amostra ( mamostra) pela relação:
0,75 times mamostra = 1,325, g
Resolvendo para mamostra:
mamostra = 1,325, g0,75 approx 1,767, g

Resposta

A massa de amostra que deve ser pesada é aproximadamente 1,77, g.

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