Calcule o grau de pureza de uma amostra de 6,0 g de hidróxido de potássio (KOH), sabendo que uma alíquota de 30 mL de uma solução de 100 mL desse material consumiu na titulação 20,0 mL de uma solução 0,50 M de ácido sulfúrico (H2 SO4). Considere que as impurezas presentes na massa da amostra sejam inertes ao ácido.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me pediu para calcular o grau de pureza de uma amostra de hidróxido de potássio (KOH). A gente vai trabalhar com conceitos de estequiometria e titulação, que são partes da química que lidam com as quantidades de reagentes e produtos em reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar entender como calcular a quantidade de ácido usado na titulação e relacionar isso com a quantidade de KOH na amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química entre o ácido sulfúrico ( H2SO4) e o hidróxido de potássio ( KOH). A equação balanceada é:
H2SO4 + 2,KOH K2SO4 + 2,H2O
Isso significa que 1 mol de ácido reage com 2 mols de hidróxido de potássio.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de ácido sulfúrico que foi usado na titulação. Sabemos que foram usados 20,0 mL de uma solução 0,50 M de H2SO4. A quantidade de mols é dada por:
Mols de H2SO4 = Molaridade times Volume (em litros) = 0,50,M times 0,020,L = 0,010,mols

Passo 4

Usando a estequiometria da reação, sabemos que 1 mol de H2SO4 reage com 2 mols de KOH. Então, a quantidade de mols de KOH presente na alíquota de 30 mL é:
Mols de KOH = 2 times Mols de H2SO4 = 2 times 0,010 = 0,020,mols

Passo 5

Agora, vamos encontrar a concentração da solução original de KOH. Sabemos que a alíquota foi de 30 mL, então a concentração é:
Molaridade de KOH = Mols de KOHVolume (em litros) = 0,020,mols0,030,L approx 0,6667,M

Passo 6

A concentração de KOH na solução original de 100 mL é a mesma, já que a alíquota foi apenas uma parte dessa solução. Agora, vamos calcular a massa de KOH na solução original. A molar massa do KOH é aproximadamente 56,11 g/mol.
Massa de KOH = Mols times Molar Massa = 0,6667,M times 100,mL times 1,L1000,mL times 56,11,g/mol approx 3,75,g

Passo 7

Sabemos que a massa total da amostra era de 6,0 g, mas apenas 3,75 g eram de KOH puro. Para encontrar o grau de pureza, usamos a fórmula:
Grau de Pureza = ( Massa de KOH PuroMassa Total da Amostra ) times 100% = ( 3,75,g6,0,g ) times 100% = 62,5%

Resposta

O grau de pureza da amostra de hidróxido de potássio é de 62,5%.

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