Determine a massa de NaAc 3 H2 O e o volume de HAc glacial ( d HAc=1.05 g / ml; pureza 99 % ), necessários para preparar 2 litros de solução de pH 4,75., com concentração analítica 1 mol L^-1. pKrac=4,75.

Passo 1

Vamos lá! O exercício pede para determinar a massa de NaAc cdot 3H2O (acetato de sódio trihidratado) e o volume de HAc glacial necessário para preparar 2 litros de uma solução com pH 4,75 e concentração analítica de 1 , mol , L^-1. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de soluções tampão, equilíbrio químico e cálculos estequiométricos. Vamos precisar usar a fórmula de Henderson-Hasselbalch para soluções tampão e realizar cálculos de massa e volume com base nas propriedades dadas.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar que estamos lidando com uma solução tampão. Uma solução tampão mantém o pH constante mesmo quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. A equação de Henderson-Hasselbalch nos ajuda a relacionar o pH, o pKa e as concentrações do ácido fraco e sua base conjugada.
A equação é:
pH = pKa + log([Base][Ácido]) Á

Passo 3

Dado que pH = pKa = 4,75, podemos substituir na equação de Henderson-Hasselbalch:
4,75 = 4,75 + log([Base][Ácido]) Á
Simplificando, temos:
0 = log([Base][Ácido]) Á
Isso implica que:
[Base][Ácido] = 1 Á
Portanto, as concentrações de ácido e base são iguais.

Passo 4

Como a concentração total da solução é 1 , mol , L^-1 e as concentrações de ácido e base são iguais, temos:
[Base] = [Ácido] = 1 , mol , L^-12 = 0,5 , mol , L^-1 Á
Então, precisamos de 0,5 , mol , L^-1 de NaAc cdot 3H2O e 0,5 , mol , L^-1 de HAc glacial.

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa de NaAc cdot 3H2O necessária. A concentração é 0,5 , mol , L^-1 em 2 litros, então a quantidade de mols é:
0,5 , mol , L^-1 times 2 , L = 1 , mol
Precisamos achar a massa molar de NaAc cdot 3H2O:
  • Na: 22,99 g/mol
  • C: 12,01 g/mol
  • H: 1,01 g/mol
  • O: 16,00 g/mol
A fórmula completa: C2H3NaO2 cdot 3H2O
Calculando:
(2 times 12,01) + (3 times 1,01) + 22,99 + (2 times 16,00) + (3 times (2 times 1,01 + 16,00)) = 82,03 , g/mol
Então, a massa necessária é:
1 , mol times 82,03 , g/mol = 82,03 , g

Passo 6

Agora, vamos calcular o volume de HAc glacial necessário. Temos uma concentração de 0,5 , mol , L^-1 em 2 litros, então a quantidade de mols é:
0,5 , mol , L^-1 times 2 , L = 1 , mol
A massa molar do HAc (ácido acético) é aproximadamente 60,05 g/mol. Então, a massa necessária é:
1 , mol times 60,05 , g/mol = 60,05 , g
Considerando a pureza de 99%, a massa real necessária é:
60,05 , g0,99 approx 60,66 , g
Agora, usando a densidade do HAc glacial, 1,05 , g/ml, o volume necessário é:
60,66 , g1,05 , g/ml approx 57,77 , ml

Resposta

Para preparar 2 litros da solução desejada, são necessários aproximadamente 82,03 , g de NaAc cdot 3H2O e 57,77 , ml de HAc glacial.

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