Em uma indústria alimentícia é gerado um resíduo contendo ácido sulfúrico. A fim de determinar a concentração de ácido presente neste resíduo, um químico coletou uma amostra de 20 mL , filtrou para remover particulados e diluiu para 100 mL utilizando um balão volumétrico. Desta solução, ele recolheu três alíquotas de 25 mL , transferiu para erlenmeyers de 250 mL , adicionou cerca de 25 mL de água destilada e algumas gotas de fenolftaleína. Em seguida ele titulou as alíquotas utilizando uma solução padronizada de NaOH de concentração 0,2088 mol L^-1, gastando volumes de 46,75, 46,80 e 46,65 mL até a viragem do indicador. Qual a concentração de ácido sulfúrico no resíduo industrial, em quantidade de matéria e massa por volume?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo e quais conceitos vamos usar. Aqui, temos um resíduo industrial que contém ácido sulfúrico ( ). O químico fez uma diluição da amostra e usou titulação para descobrir a concentração desse ácido. Vamos precisar saber sobre diluições, titulação ácido-base e cálculo de concentração em quantidade de matéria e massa por volume.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração da solução diluída. O químico pegou 20 mL do resíduo e diluiu para 100 mL. Para isso, usamos a fórmula da diluição:
C1 V1 = C2 V2
Onde:
  • é a concentração inicial que queremos encontrar,
  • ,
  • .

Passo 3

Antes de prosseguir, precisamos calcular a concentração da solução titulação. O químico usou três alíquotas de 25 mL cada, totalizando 75 mL, e gastou volumes de NaOH de 46,75 mL, 46,80 mL e 46,65 mL. Vamos calcular a média desses volumes:
Volume médio = 46,75 + 46,80 + 46,653 = 46,73 , mL é
Convertendo para litros:
46,73 , mL = 0,04673 , L

Passo 4

A concentração do NaOH é H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O . Usando a reação de neutralização:
nNaOH = CNaOH times V = 0,2088 times 0,04673 = 0,00976 , mol
Percebemos que 1 mol de nH2SO4 = nNaOH2 = 0,009762 = 0,00488 , mol reage com 2 mol de NaOH. Portanto, a quantidade de mol de NaOH usada é:
Então, a quantidade de mol de é:

Passo 5

Agora, vamos encontrar a concentração da solução diluída de Cdiluída = 0,00488 , mol0,025 , L = 0,195 , mol/L . Sabemos que a quantidade de mol está nos 25 mL da alíquota, mas a solução original diluída está em 100 mL. Então:
í

Passo 6

Voltando à diluição inicial, usamos:
C1 = C2 times V2V1 = 0,195 times 10020 = 0,975 , mol/L

Passo 7

Agora, para encontrar a massa por volume, usamos a massa molar do Massa por volume = C times M = 0,975 times 98,079 = 95,52 , g/L , que é aproximadamente 98,079 g/mol. Então:

Resposta

A concentração de ácido sulfúrico no resíduo industrial é de e .

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