Para determinar a pureza de uma amostra de ácido sulfúrico, uma analista dissolveu 14g do ácido em água até obter 100ml de solução. A analista separou 10ml dessa solução e realizou a titulação, utilizando fenolftaleína como indicador. A neutralização dessa alíquota foi obtida após a adição de 40 ml de uma solução aquosa de hidróxido de sódio de concentração 0,5 mol L-1. O teor de pureza da amostra de ácido sulfúrico analisado é, aproximadamente,
a) 18%
b) 50%
c) 70%
d) 90%

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre determinar a pureza de uma amostra de ácido sulfúrico usando a técnica de titulação. Para isso, vamos precisar entender conceitos de molaridade, titulação e como calcular a pureza a partir das informações fornecidas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que temos:
  • Massa do ácido sulfúrico ( SUH2SO4) dissolvida: 14 g
  • Volume total da solução: 100 ml
  • Volume da alíquota utilizada na titulação: 10 ml
  • Volume de hidróxido de sódio ( NaOH) usado na titulação: 40 ml
  • Concentração da solução de NaOH: 0,5 mol/L

Passo 3

Vamos calcular a quantidade de NaOH que foi usada na titulação. A fórmula para isso é:
nNaOH = C times V
Onde:
  • nNaOH é a quantidade de mols de NaOH
  • C é a concentração da solução
  • V é o volume da solução
Substituindo os valores:
nNaOH = 0,5 , mol/L times 0,040 , L = 0,02 , mol

Passo 4

Sabemos que a reação entre H2SO4 e NaOH é:
H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
Isso mostra que 1 mol de H2SO4 reage com 2 mols de NaOH. Então, a quantidade de mols de H2SO4 na alíquota é:
nH2SO4 = nNaOH2 = 0,02 , mol2 = 0,01 , mol

Passo 5

Agora, vamos descobrir a concentração de H2SO4 na alíquota de 10 ml. Sabemos que:
C = nV
Então,
CH2SO4 = 0,01 , mol0,010 , L = 1 , mol/L

Passo 6

Como a alíquota era 10 ml de uma solução de 100 ml, a concentração original da solução de ácido sulfúrico é a mesma, já que a solução foi bem misturada. Portanto, a concentração de H2SO4 na solução total é 1 mol/L.

Passo 7

Agora, vamos calcular quantos mols de H2SO4 estão nos 100 ml da solução:
nH2SO4 = C times V = 1 , mol/L times 0,100 , L = 0,1 , mol

Passo 8

A massa molar do H2SO4 é aproximadamente 98 g/mol. Então, a massa de H2SO4 na solução é:
m = n times M = 0,1 , mol times 98 , g/mol = 9,8 , g

Passo 9

A pureza é a relação entre a massa de H2SO4 pura e a massa total da amostra. Então:
Pureza = ( 9,8 , g14 , g ) times 100% approx 70%

Resposta

A pureza da amostra de ácido sulfúrico analisada é aproximadamente 70%.

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