Calcular o volume de NaOH 0,07731 mol L^-1 necessário para titular: 20, 00 ; 25,00 ; e 30,00 mL de solução que é 0,02000 mol L^-1 em H3 PO4 e 0,03000 mol L ^-1 em NaH2 PO4 com timolftaleína como indicador de ponto final.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de titulação! A gente precisa calcular o volume de uma solução de hidróxido de sódio ( NaOH) com concentração de 0,07731 mol L^-1 que é necessário para titular diferentes volumes (20,00 mL; 25,00 mL; e 30,00 mL) de uma solução que contém ácido fosfórico ( H3PO4) e hidrogenofosfato de sódio ( NaH2PO4). Vamos usar a timolftaleína como indicador para determinar o ponto final da titulação. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de neutralização e como calcular as quantidades de reagentes envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar as espécies ácidas e básicas na solução. Temos ácido fosfórico ( H3PO4), que é um ácido triprótico, e hidrogenofosfato de sódio ( NaH2PO4), que é a base conjugada do H3PO4. A timolftaleína vai mudar de cor quando atingirmos um certo pH, indicando que todo o ácido foi neutralizado pela base.

Passo 3

Agora, vamos determinar as quantidades de ácido e base na solução inicial. Sabemos que a concentração de H3PO4 é 0,02000 mol L^-1 e a de NaH2PO4 é 0,03000 mol L^-1. Vamos considerar o volume que queremos titular, por exemplo, 20,00 mL.

Passo 4

Calculamos o número de moles de cada espécie na solução:
Mo<=s de H3PO4 = 0,02000 mol L^-1 times 0,02000 L = 4,00 times 10^-4 mol
Mo<=s de NaH2PO4 = 0,03000 mol L^-1 times 0,02000 L = 6,00 times 10^-4 mol

Passo 5

Como estamos usando NaOH para titular, que é uma base forte, ela vai reagir completamente com os ácidos presentes. A reação principal que ocorre é:
H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O
Cada mol de H3PO4 reage com 1 mol de NaOH.

Passo 6

Calculamos o total de moles de H3PO4 que precisam ser neutralizados:
Total de mo<=s de H3PO4 = 4,00 times 10^-4 mol

Passo 7

Agora, usando a relação estequiométrica da reação, sabemos que 1 mol de H3PO4 reage com 1 mol de NaOH. Portanto, precisamos de 4,00 × 10^-4 mol de NaOH.

Passo 8

Calculamos o volume de NaOH necessário usando a fórmula:
V = nC
Onde:
  • V = 4,00 times 10^-4 mol0,07731 mol L^-1 approx 0,00517 L = 5,17 mL é o volume
  • é o número de moles
  • é a concentração

Passo 9

Repetimos o mesmo processo para os outros volumes iniciais (25,00 mL e 30,00 mL).
Para 25,00 mL:
Mo<=s de H3PO4 = 0,02000 times 0,02500 = 5,00 times 10^-4 mol
V = 5,00 times 10^-40,07731 approx 0,00647 L = 6,47 mL
Para 30,00 mL:
Mo<=s de H3PO4 = 0,02000 times 0,03000 = 6,00 times 10^-4 mol
V = 6,00 times 10^-40,07731 approx 0,00776 L = 7,76 mL

Resposta

Os volumes de NaOH necessários para titular as soluções são aproximadamente:
  • 20,00 mL: 5,17 mL
  • 25,00 mL: 6,47 mL
  • 30,00 mL: 7,76 mL

Exercícios relacionados